Жамият ва инновациялар –
Общество и инновации –
Society and innovations
Journal home page:
https://inscience.uz/index.php/socinov/index
Liver pathomorphosis in acute posthemorrhagic ischemia
Chulponoy ABDUVALIEVA
1
Andizhan State Medical Institute
ARTICLE INFO
ABSTRACT
Article history:
Received March 2021
Received in revised form
20 March 2021
Accepted 15 April 2021
Available online
20 May 2021
The study of the mechanisms of organization and
compensation of the structure and function of the liver is of great
practical importance for the development of new methods for
correcting various pathological conditions. In particular, in
patients with cirrhosis, the use of methods of influencing the
processes of liver regeneration is advisable both for the
treatment of the disease itself and its complications, and for
preparation for orthotopic liver transplantation. Analyzing the
obtained morphological data, the authors conclude that bleeding
is not an indifferent situation for the morphofunctional state of
the liver. The prevailing inadequate conditions for the liver in
post-hemorrhagic ischemia ultimately force its cells and vascular
structures to adapt. A special role in the adaptation of the div
to these conditions belongs to the microcirculation system,
which is responsible for ensuring metabolism in tissues and
hemodynamic homeostasis.
2181-1415/© 2021 in Science LLC.
This is an open access article under the Attribution 4.0 International
(CC BY 4.0) license (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.ru)
Keywords:
morphology,
liver,
hemorrhage,
ischemia,
experiment.
Ўткир постгеморрагик ишемияда жигар патоморфози
АННОТАЦИЯ
Калит сўзлар:
морфология,
жигар,
геморрагия,
ишемия,
эксперимент.
Жигар
тузилмаси
ва
функцияларининг
ташкил
қилиниши ва унинг компенсация механизмларини ўрганиш
турли патологик холатларни бартараф қилишнинг янги
усулларини ишлаб чиқиш учун муҳим амалий аҳамият касб
этади. Хусусан, жигар циррози билан касалланган
беморларда жигар регенерацияси жараёнларига таъсир
кўрсатиш
усулларини
қўллаш
касаллик
ва
унинг
асоратларини олдини олиш ҳамда жигарнинг ортотопик
трансплантациясига тайёрлаш учун мақсадга мувофиқдир.
Олинган морфологик маълумотлар тахлилига кўра
1
Andizhan State Medical Institute, Andizhan, Uzbekistan.
E-mail: abduvalievacholpanoy@mail.ru.
Жамият ва инновациялар – Общество и инновации – Society and innovations
Special Issue – 4 (2021) / ISSN 2181-1415
726
муаллифлар қон кетиши жигар морфофункционал холатига
бевосита таъсир қилувчи вазият эканлиги тўғрисида хулоса
қиладилар. Постгеморрагик ишемияда юзага келган жигар
учун ноадекват шароит охир оқибатда унин хужайралари ва
қон томир тузилмаларининг мослашувига олиб келади.
Организмнинг мослашувида тўқималарда метаболизм ва
гемодинамик гомеостаз учун маъсул бўлган микроцир-
куляция тизими алоҳида ўрин тутади.
Патоморфоз печени при острой постгеморрагической ишемии
АННОТАЦИЯ
Ключевые слова:
морфология,
печень,
геморрагия,
ишемия,
эксперимент.
Изучение механизмов организации и компенсации
структуры и функции печени имеет важное практическое
значение для разработки новых способов коррекции
различных патологических состояний. В частности, у
больных циррозом применение методов воздействия на
процессы регенерации печени целесообразно как для
лечения самого заболевания и его осложнений, так и для
подготовки к ортотопической трансплантации печени.
Анализируя полученные морфологические данные, авторы
заключают, что кровотечение не является безразличной
ситуацией для морфофункционального состояния печени.
Сложившиеся неадекватные условия для печени при
постгеморрагической ишемии в конечном итоге заставляют
ее клетки и сосудистые структуры адаптироваться. Особая
роль в приспособлении организма к этим условиям
принадлежит системе микроциркуляции, которая несет
ответственность за обеспечение метаболизма в тканях и
гемодинамический гомеостаз.
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ
В последнее время наблюдается быстрое развитие и новые достижения в
экспериментальной медицине. Заболевания желудочно-кишечного тракта (например,
синдром короткой тонкой кишки у новорожденных и взрослых, дисфункция
поджелудочной железы и терминальные заболевания печени) и их лечение являются
предметом многочисленных медицинских исследований в экспериментальной хирургии
[1, 2]. Дальнейший прогресс в трансплантации зависит от использования наиболее
подходящей животной модели. У лабораторных крыс анатомическое строение органов
аналогично человеческому, поэтому они наиболее подходят для анатомических,
физиологических и биохимических исследований пищеварительной системы. Этот
лабораторный вид на сегодняшний день является наиболее часто используемой
животной моделью при экспериментальной трансплантации печени и кишечника
[1, 3, 4].
Экспериментальные
трансплантации
печени
изучались
у
многих
млекопитающих, особенно у собак [5], свиней [6, 7] и других млекопитающих [8]. Печень
крысы является объектом обширных исследований, поскольку недавние данные
демонстрируют ее участие в различных процессах (например, секреции, пролиферации,
абсорбции и неоангиогенезе), важных для ее патофизиологии [9].
Жамият ва инновациялар – Общество и инновации – Society and innovations
Special Issue – 4 (2021) / ISSN 2181-1415
727
Ткань печени изначально неоднородна по своей структуре и представляет собой
совокупность ограниченных надклеточных компартментов – долек, являющихся
функционально целостными элементами. В этих элементах, как и в любых других
биологических структурах, существуют строгие взаимосвязи между каждым из
составляющих ее объектов – гепатоцитами, триадами, центральными венами [10].
Именно эти взаимосвязи лежат в основе элементов уравнения, описывающего
сбалансированную работу печеночной паренхимы [8]. Сдвиг каких-либо параметров
этого уравнения в ту или иную сторону приводит к дестабилизации работы системы
печени, что в итоге отражается в патоморфозе печени при различных патологических
состояниях [11]. Изучение механизмов организации и компенсации структуры и
функции печени имеет важное практическое значение для разработки новых способов
коррекции различных патологических состояний. В частности, у больных циррозом
применение методов воздействия на процессы регенерации печени целесообразно как
для лечения самого заболевания и его осложнений, так и для подготовки к
ортотопической трансплантации печени.
ЦЕЛЬ
Целью исследования явилась изучение морфофункциональных аспектов реакции
структур печени, находящейся в условиях экспериментальной портальной гипертензии
на острую ишемию, обусловленную массивной кровопотерей.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Объектом исследования являлись крысы-самцы линии Вистар массой 180-220 г.
Животные содержались на стандартном рационе при свободном доступе к воде,
естественном освещении в условиях вивария. Все манипуляции с лабораторными
животными проводили в соответствии с правилами, принятыми Европейской
конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и
иных научных целей [12].
Задачей эксперимента являлось моделирование диффузной патологии печени
путем подкожной инъекции подопытным животным 0,025% раствора гелиотрина по 25
мкг/кг. Инъекции проводились один раз в неделю, всего производилось 8 инъекций. На
60 сутки после последней инъекции гелиотрина подопытные животные умерщвлялись
путем кровопускания, производилась лапаротомия, мобилизация и удаление печени. Из
различных участков печени брали кусочки ткани, которые фиксировались в 10%
растворе нейтрального формалина в течение суток, препараты готовились по
общепринятой методике. Срезы толщиной 5-10 мкм окрашивались гематоксилином и
эозином. Распределение по группам: интактные (10 животных); острая кровопотеря на
фоне портальной гипертензии (15/30, 30/45, 45/60 суток, 15 животных). Животных
забивали путем декапитации под легким эфирным наркозом через. Ткань печени
фиксировали в 10% нейтральном формалине и заливали в парафин. Срезы толщиной 5
мкм окрашивали гематоксилин и эозином.
Морфометрическое исследование ткани печени проведено методом точечного
счета на световом микроскопе МБИ-15 с применением окулярной сетки и окулярной
линейки. В паренхиме печени определяли объемную долю синусоидных капилляров,
дистрофически измененных гепатоцитов, клеток в состоянии некробиоза, очагов
некроза, клеток Купфера, коллагеновых волокон (новообразованных и зрелых), а также
Жамият ва инновациялар – Общество и инновации – Society and innovations
Special Issue – 4 (2021) / ISSN 2181-1415
728
подсчитывали процентное количество двуядерных гепатоцитов, измеряли размер
гепатоцитов. По размеру все гепатоциты были разделены на три группы: мелкие – менее
16 мкм в диаметре, средние – от 16 до 24 мкм, крупные – больше 24 мкм. На
светооптическом уровне определяли среднюю площадь ядра и цитоплазмы гепатоцитов,
количество ядрышек в паренхиматозных клетках, количество двуядерных гепатоцитов,
а также количество непаренхиматозных клеток на стандартную площадь. О
пролиферации гепатоцитов судили по величине митотического индекса (МИ), который
вычисляли путем подсчета клеток с фигурами митоза на 10000 гепатоцитов на каждую
группу животных и выражали ее в промилле (°/
оо
).
Радиальную и кольцевую морфометрию проводили по методике лаборатории
патофизиологии Поволжского научного центра РАМН [13]. Измерение проводилось на
участке центральная вена – портальная триада с построением графика зависимости
яркости от расстояния до центра и квадратная аппроксимация полученных кривых. В
качестве критериев использовались показатели величины максимальной яркости
объекта от геометрического центра измерения (центральной вены), расстояние этого
пика от центра и тангенсы подъема и снижения графиков.
Микрофотографирование проведено фотокамерой Canon EOS 300D при
объективах 4,5, 10, 20 и 40 и 100, фотоокуляр 10п.
Статистическая обработка полученного материала включала в себя подсчет
значений средних величин исследуемых морфометрических показателей, их
стандартных ошибок. Для проверки гипотезы нормальности распределения
исследуемых признаков использовали такие критерии согласия как коэффициент
асимметрии и эксцесса, равенство дисперсий, коэффициент вариации. Достоверность
различий сравниваемых средних величин оценивали по критерию Стьюдента при 95 %
уровне значимости, по критерию Пирсона. Результаты исследований обработаны
методом вариационной статистики Стьюдента и Фишера. Вычисляли среднюю
арифметическую и ее стандартную ошибку (М+m) с использованием пакета прикладных
программ Microsoft Excel 2016. Достоверными считались данные, если уровень
значимости показателя достоверности разности средних величин (Р) не превышал 0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
При цитоморфологическом исследование печени интактных крыс обнаружено,
что печеночная капсула проникает в паренхиму, хорошо различима только в области
портальных трактов, не имеет концентрического расположения (рис 1.)
Ткань печени представлена дольками размером 0,5-1 мм. Поперечный размер
гепатоцитов равен 19-29±0,2 мкм, объемная плотность составляет 87,65±0,4%. Они
имеют многоугольную форму, хорошо различимые границы. Междольковые портальные
вены имеют диаметр 29,17±0,8, а соответствующие артерии 13,78±0,8 мм. Синусоидные
капилляры ориентированы преимущественно в радиальном направлении к центру
долек, где впадают в печеночные венулы, диаметр которых находится в пределах
60,98±0,6 мкм. Синусоидные капилляры имеют диаметр в пределах 6-11 мкм, обычно
щелевидной формы, их объемная плотность в перипортальной зоне равна 9,85±0,2%, а в
центральной-11,27±0,3%.
Клетки
Купфера
обнаруживаются
на
или между
эндотелиоцитами, а иногда также в пространстве Диссе. Истоками лимфатического русла
являются многочисленные капиллярные структуры, представленные пальцевидными
слепооканчивающимися капиллярами, формирующимися из лимфатических петель.
Жамият ва инновациялар – Общество и инновации – Society and innovations
Special Issue – 4 (2021) / ISSN 2181-1415
729
Диаметр этих капилляров в пределах от 20,75±5.41 мкм до 41,25±6.94 мкм. Площадь
ядросодержащих зон от 785±15,8 мкм
2
до 1197±20,8 мкм
2
. Холангиолы входят в
портальные тракты, где образуются междольковые протоки диаметром 15-40±0,9 мкм.
Рис.1. Микрофотография гистологической структуры дольки печени интактных
крыс. Срез 5 мкм. Гематоксилин-эозин (объяснение в тексте).
Морфологический анализ результатов исследования печени крыс в условиях
острой постгеморрагической ишемии на фоне стеноза нижней полой вены показал
выраженные изменения в гепатоцитах, заключающиеся в увеличении размеров
клеток, их набухании, что приводит к нарушению типичной структуры печеночных
балок (таблица 1).
Таблица 1
Параметры сосудистых элементов микроциркуляторного русла и паренхимы печени
крыс при постгеморрагической ишемии
Показатели
Контроль
30 суток
45 суток
60 суток
D
А
, мкм
16,15±0,3
36,54±2,3
24,61±2,5
35,12±2,1
D
ПВ
, мкм
32,71±1,5
40,45±1,2
25,05±2,7
80,09±5,3
D
ЦВ
, мкм
62,32±03
107,62±6,1
72,87±4,9
154,06±4,9
Vvc, %
10,64±0,3
6,15±0,6
7,37±0,5
#
1,6±0,01
Vvcк, %
1,48±0,08
2,19±0,09
3,49±0,2
2,46±0,2
Dж, мкм
20,55±0,7
16,11±1,2
11,87±0,9
21,92±1,2*
Vvг, %
87,82±0,3
91,66±0,6
89,64±0,7
96,19±0,3
Жамият ва инновациялар – Общество и инновации – Society and innovations
Special Issue – 4 (2021) / ISSN 2181-1415
730
Примечание: D
А
– просвет междольковых артерий, D
ПВ
– просвет портальных
венул; D
ЦВ
– просвет печеночных венул; Vvc – объемная плотность синусоидов, Vvcк
– объемная плотность синусоидальных клеток, Dж – просвет желчных протоков, Vvг
– объемная плотность гепатоцитов.
* – отмечены показатели, не имеющие достоверно значимых различий
(р>0,05) по сравнению с контрольными величинами;
#
– отмечены показатели, не имеющие достоверно значимых различий
(р>0,05) по сравнению с предыдущим сроком.
Мембраны центролобулярных гепатоцитов имеют четкие контуры, но
цитоплазма некоторых приобретает грубозернистую структуру, становится
оптически прозрачной, ее видимые «остатки» располагаются вдоль клеточных
мембран или вокруг ядер (рис 2.).
Рис.2. Микрофотография гистологической структуры дольки печени крыс при
моделировании острую постгеморрагическую ишемию на фоне стеноза нижней
полой вены. Срез 5 мкм. Гематоксилин-эозин
После кровотечения описанные выше изменения гепатоцитов затрагивают всю
дольку. Показатель их ядерно-цитоплазматического отношения снижается на 56%.
Стенка междольковых артерий становится отечной с явлениями инфильтрации ее
клетками лимфоидного ряда. Ее толщина по сравнению с контрольными величинами
увеличивается в 3,8 раза и составляет 7,39±0,3 мкм (р<0,001). Резкая дилатация
портальных венул в дальнейшем сменяется уменьшением их диаметра и возвратом к
контрольным цифрам (35,39±3,3 мкм) (р<0,001). К концу первых суток данный
показатель вновь увеличивается, достигая своего максимального значения - 90,67±5,6
мкм (р<0,001). Значительные преобразования происходят и в синусоидах. Увеличение
размера гепатоцитов приводит к резкому их сдавлению и 7-кратному уменьшению
показателя их объемной плотности, который к концу суток соответствует 1,6±0,01%
(р<0,001). Местами синусоидные сосуды расширены, заполнены эритроцитами. Со
стороны синусоидальных клеток отмечается их набухание (таблица).
Жамият ва инновациялар – Общество и инновации – Society and innovations
Special Issue – 4 (2021) / ISSN 2181-1415
731
Перипортальные гепатоциты увеличиваясь в объеме, сдавливают желчные
капилляры и препятствуют оттоку желчи. Просвет капилляров существенно сужается,
наблюдается
уменьшение
числа
выявляемых
микроворсинок
васкулярной
плазмолеммы гепатоцитов в пределах перисинусоидального пространства. Часть
портальных трактов имеют в значительной степени дилатированные кровеносные
сосуды и неправильной формы с практически неразличимым просветом желчные
протоки. Нарушение целостности стенки и уменьшение просвета части междольковых
желчных протоков приводит к компенсаторному расширению других протоков. Диаметр
оставшихся неповрежденными протоков увеличивается до 34,36±1,5 мкм (р<0,001). Их
стенка к концу первых суток отечна, утолщена до 6,4±0,3 мкм по сравнению с 4,79±0,21
мкм в группе контроля. Вокруг желчных протоков обнаруживается лимфоцитарная
инфильтрация.
У животных этой серии при сохранении изменений в балочной структуре печени
наблюдается постепенное снижение показателя объемной плотности гепатоцитов,
который к концу месяца не отличается от контроля (87,47±0,8%). В гепатоцитах
сохраняются
явления
набухания
отдельных
митохондрий
и
канальцев
эндоплазматического ретикулума. Со стороны артериальных структур уменьшаются
явления дилатации. Лишь толщина их стенки увеличивается до 3,28±0,2 мкм, что на 45%
больше контроля.
Выявляется четкая тенденция уменьшения диаметра дилатированных
портальных венул. Каждую последующую неделю этот показатель снижается примерно
на 30% от зафиксированной максимальной величины, и его значения к концу 3-й недели
не проявляют достоверных отличий от контроля (34,0±0,8 мкм). Отек стенки венул
постепенно спадает. К концу месяца ее толщина недостоверно отличается от
контрольных величин. Объемная плотность синусоидов достигает своих максимальных
значений – 13,37±0,8 % (р<0,05), а затем начинает снижаться и к концу месяца не имеет
достоверных отличий от контрольных значений (таблица). Однако, просвет синусоидов
и их объемная плотность в разных отделах печеночной дольки различен. Так,в
периферических ее зонах синусоиды сужены, а вокруг центральных вен – заметно
расширены. Их объемная плотность в указанных зонах соответственно равна 5,23 ±0,2 %
и 13,57±0,9% при р<0,05.
Дилатационный эффект лимфатических сосудов сохранялся практически у всех
животных экспериментальных групп этой серии, но степень выраженности этого
явления была меньшей. В среднем в описываемый период диаметр сосудистых
лимфатических структур увеличивался в 1,45 раза по сравнению с контрольными
животными. Наиболее выражено это явление было со стороны отводящих
лимфатических сосудов. Последние приобретали цилиндрическую форму, клапанные
зоны в пределах лимфангионов были нивелированными.
Морфометрические показатели синусоидов соответствуют величинам, близким к
контрольным. Однако, их морфологическая картина в разных участках дольки
существенно различается: участки с суженными синусоидами соседствуют с зонами,
имеющими расширенные синусоиды, заполненные эритроцитами. Явления их
полиморфизма не зависят от зон долек. У крыс поздних сроков эксперимента наряду с
явлением дилатации лимфатических сосудов возникали определенные преобразования
в пределах их эндотелиальной оболочки. Они сводились к изменению градиента
ядросодержащих зон эндотелиоцитов. Градиент степени выраженности этих
ядросодержащих зон снижался, они становились менее глубокими со сглаженными
Жамият ва инновациялар – Общество и инновации – Society and innovations
Special Issue – 4 (2021) / ISSN 2181-1415
732
расплывчатыми краями. Происходило также локальное упрощение архитектоники
микрорельефа люминарной поверхности эндотелиоцитов, что было обусловлено,
очевидно, состоянием длительной дилатации.
Таким
образом,
анализируя
полученные
общеморфологические
и
морфометрические данные, можно прийти к заключению, что кровотечение не является
безразличной критической ситуацией для морфофункционального состояния печени.
Постгеморрагическая ишемия вызывает заметные морфологические и функциональные
изменения в микроциркуляторном русле и паренхиме органа. Сложившиеся
неадекватные условия для печени при этом, в конечном итоге заставляют ее клетки и
сосудистые структуры адаптироваться. Особая роль в приспособлении организма к
условиям острого кровопотерия принадлежит системе микроциркуляции, которая несет
ответственность за обеспечение метаболизма в тканях и гемодинамический гомеостазис.
Результаты нашего исследования показывают, что знание морфологии и
сосудистой сети печени крыс помогает улучшить возможности развития
экспериментальной хирургии, трансплантации органов и образования в этом секторе
медицины, а также определяет тактику лечения в клинических условиях наряду с
другими методами исследования при заболеваниях печени.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЕ ССЫЛКИ:
1.
Andres A.M., Santamaria M., Hernandez-Oliveros F., Guerra L., Lopez S., Stringa P.,
Vallejo M. T., Largo C., Encinas J.L., Garcia de Las Heras M.S., Lopez-Santamaria M., Tovar J.A.
Difficulties, guidelines and review of developing an acute rejection model after rat intestinal
transplantation // Transpl Immunol. ‒ 2016. ‒ T. 36. ‒ C. 32-41.
2.
Özçay N., Özdemir H. A Novel Model of Mouse-to-Rat Kidney Xenotransplantation //
Transplant Proc. ‒ 2017. ‒ T. 49, № 9. ‒ C. 2204–2208.
3.
Bosch J., Iwakiri . The portal hypertension syndrome: etiology, classification, relevance,
and animal models // Hepatol Int. ‒ 2018. ‒ T. 12, № Suppl 1. ‒ C. 1-10.
4.
Martins P. N., Neuhaus P. Surgical anatomy of the liver, hepatic vasculature and bile ducts
in the rat // Liver Int. ‒ 2007. ‒ T. 27, № 3. ‒ C. 384–92.
5.
Nishimura T., Takami T., Sasaki R., Aibe Y., Matsuda T., Fujisawa K., Matsumoto T.,
Yamamoto N., Tani K., Taura Y., Sakaida I. Liver regeneration therapy through the hepatic artery-
infusion of cultured bone marrow cells in a canine liver fibrosis model // PLoS One. ‒ 2019. ‒ T.
14, № 1. ‒ C. e0210588.
6.
Fonouni H., Tahmasbi Rad M., Esmaeilzadeh M., Golriz M., Majlesara A., Mehrabi A. A
simplified technique of pancreas transplantation in a porcine model // Eur Surg Res. ‒ 2015. ‒ T.
54, № 1-2. ‒ C. 24–33.
7.
Shiba H., Zhu X., Arakawa Y., Irefin S., Wang B., Trenti L., Fung J.J., Kelly D.M. Oxygen
consumption predicts outcome in porcine partial liver grafts // J Surg Res. ‒ 2014. ‒ T. 189, № 2.
‒ C. 335–9.
8.
Stanger B.Z. Cellular homeostasis and repair in the mammalian liver // Annu Rev
Physiol. ‒ 2015. ‒ T. 77. ‒ C. 179–200.
9.
Ünver Saraydin S., Saraydin D., Şahin İnan Z. D. A digital image analysis study on the
disintegration kinetics of reticular fibers in the ethylene glycol-induced rat liver tissue // Microsc
Res Tech. ‒ 2020. ‒ T. 83, № 12. ‒ C. 1585–1593.
10.
Trefts E., Gannon M., Wasserman D.H. The liver // Curr Biol. ‒ 2017. ‒ T. 27,
№ 21. ‒ C. R1147-r1151.
Жамият ва инновациялар – Общество и инновации – Society and innovations
Special Issue – 4 (2021) / ISSN 2181-1415
733
11.
Ma X., McKeen T., Zhang J., Ding W.X. Role and Mechanisms of Mitophagy in Liver
Diseases // Cells. ‒ 2020. ‒ T. 9, № 4.
12.
Rozemond H.J.V.Q. Laboratory animal protection: the European Convention and the
Dutch Act //. ‒ 1986. ‒ T. 8, № 4. ‒ C. 346–349.
13.
Горячев А., Новочадов В. Радиальная и продольная морфометрия ткани печени
при хроническом эндотоксикозе //. ‒ 2005. № 10.
