Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,074

НЕКОТОРЫЕ ПРОБЛЕМЫ ИЗУЧЕНИЯ УЛЬТРАСТРУКТУРЫ СИНУСНОГО УЗЛА СЕРДЦА ЧЕЛОВЕКА В ОНТОГЕНЕЗЕ

Павлович Е.Р.
Представлены результаты исследования возрастных изменений объемной плотности соединительнотканых компонентов синусного узла (СУ) и приузлового рабочего миокарда правого предсердия (ПП) сердца 51 внезапно умершего мужчины в возрасте от 23 до 69 лет и 8 больных с идиопатическим синдромом удлиненного Q-T интервала, оперированных в возрасте от 10 до 50 лет. Также изучали возрастные изменения типового состава соединительнотканых клеток СУ. Показали, что во всех возрастных группах СУ и ПП значимо различались друг от друга по содержанию некоторых компонентов соединительной ткани, важнейшим из которых были коллагеновые волокна.

Одной из важнейших систем, определяющих функционирование сердца как единого органа является его проводящая система, включающая как основные узлы (синусный и атриовентрикулярный), так и проводящие пути (межузловые, пучок Гиса, его ножки и терминальные волокна Пуркинье в составе желудочков сердца). Первостепенное значение в работе этой системы имеет его ведущий пейсмекер - синусный узел (СУ), определяющий ритм сокращения органа и первоначальное распространение импульса возбуждения в сердце. К настоящему времени морфология СУ у человека (и особенно ультраструктура) изучена гораздо хуже, чем рабочий миокард органа, что связано прежде всего с трудностями сбора свежего материала необходимого для электронно-микроскопического исследования и трудностью его идентификации среди рабочего миокарда, исходя только из качественных критериев. Особенно сложно получение биопсийного материала, так как в жизненно необходимом органе это самый важный участок с функциональной точки зрения. Также плохо изучен СУ в ходе онтогенеза человека (как в детском возрасте, так и при старении). В литературе имеются немногочисленные сведения о тканевых компонентах синоаурикулярной области сердца человека, описывающие мышечные и нервные волокна, соединительную ткань и элементы микроциркуляторного русла. Они были получены методами количественного анализа ультраструктуры для разных групп больных, которые отличались как по нозологии, так и по своему возрасту [3, 6, 8, 9]. Было показано, что с возрастом преобладающим компонентомСУ оставалась соединительная ткань [14] и особенно ее волоконные компоненты [5,7]. Кроме того из физиологических исследований известно, что ритмическая работа сердца и его электрическая активность в ходе созревания, а затем и старения человека, претерпевают значительные изменения, причем несмотря на существование выраженных индивидуальных различий, в целом, с возрастом наблюдается замедление ритмической деятельности сердца, что связано как со снижением автоматизма СУ,так и с ослаблением экстракардиальных влияний симпатического отдела вегетативной нервной системы [1, 4]. По результатам экспериментов на животных [15] показано, что с возрастом меняется процесс деполяризации и электрическая активность кардиомиоцитов. Противоречивость результатов исследования функции и структуры СУ в процессе старения связана с трудностями определения "нормы" у старых людей [2] и наличием у них широкого спектра болезней сердечно-сосудистой системы[16]. Изменяется с возрастом и спектр специализированных миоцитов в составе СУ- после 40 лет начинают преобладать светлые миоциты над темными [11]. Вместе с тем одной из нерешенных проблем морфологии СУ являются возрастные преобразованияего основного компонента - соединительной ткани и ее составляющих: коллагеновыхи эластических волокон, основного вещества и клеток соединительной ткани. Поэтому настоящая работа призвана частично восполнить данный пробел и оценить вонтогенезе состояние всех компонентов соединительной ткани как в проводящем миокарде СУ, так и для сравнения в приузловом рабочем миокарде правого предсердия (ПП).

Материалы и методы.

Изучали аутопсийный материал синоаурикулярной области сердца 51 внезапно умершего мужчины в возрасте от 23 до 69 лет с весом сердцаот 280 до 900 граммов,данные о которых можно найти в предыдущих публикациях [10, 13]. Также использовался операционный материал синоаурикулярной области сердца от 8 больных с идиопатическим синдромом удлиненного Q-T интервала в возрастеот 10 до 50 лет [12]. При этом условно, как и другие авторы [17] разделили всю популяцию по возрасту на группы £ 20 лет, 21-40 лет, 41-55 лет и 56-75 лет. Вычисляли среднегрупповой возраст и вес сердца, а также среднегрупповые параметры всех компонентов соединительной ткани соответственно для СУ или ПП и представляли их в таблице 1 (для 27 аутопсий и 8 биопсий) в виде среднего арифметического и его ошибки. Данные о возрастных изменениях типового состава соединительнотканыхклеток СУ представили для всех случаев аутопсии и биопсии в таблице 2. При этом считали долю того или иного клеточного типа на 200 соединительнотканых клеток СУ. Внутригрупповые отличия одноименных параметров сравнивали с использованием U - критерия Вилкоксона или t - критерия Стьюдента.

Таблица 1. Возрастные изменения объемной плотности соединительнотканых компонентов (`X±S`x ,Vv в % ) синусного узла (СУ) и рабочего миокарда правого предсердия (ПП) в синоаурикулярной области сердца человека.

Число случаев

Возраст

(годы)

Вес сердца

(граммы)

Область сердца

Vv

клеток

Vv

эластических волокон

Vv

коллагеновых волокон

Vv

основного вещества соединительной ткани

5

12±2

-

СУ

 

ПП

3,1±0,3

p<0,001

1,4±0,2

2,1±0,3

p>0,1

1,6±0,1

18,7±2,2

p<0,001

5,6±1,4

43,9±2,0

p<0,001

29,9±1,8

10

32±2

395±29

СУ

 

ПП

2,9±0,6

p>0,05

1,5±0,3

3,1±0,5

p<0,01

1,4±0,1

21,6±0,8

p<0,001

3,8±0,6

42,2±2,3

p<0,001

24,7±2,1

14

49±1

572±55

СУ

 

ПП

3,2±0,2

p<0,001

1,9±0,2

3,4±0,3

p<0,001

2,2±0,2

21,8±2,2

p<0,001

6,9±1,6

42,1±2,7

p<0,001

25,9±0,6

6

61±2

538±65

СУ

 

ПП

2,5±0,3

p>0,05

1,9±0,1

3,8±0,6

p<0,05

2,1±0,2

27,7±2,9

p<0,001

6,8±1,4

39,4±2,7

p>0,05

29,7±3,5

Обозначения: p - вероятность принятия нулевой гипотезы при попарном сравнении одноименных параметров из верхней и нижней строк для каждой возрастной группы.

Результаты исследования и их обсуждение.

Поскольку разброс по возрасту в обследованной человеческой популяции чрезвычайно велик, была предпринята попытка выявить вклад возрастных преобразований в структуру соединительной ткани СУ и приузлового рабочего миокарда ПП, отвлекаясь от конкретной нозологии. При этому словное разделение всех случаев на 4 группы показало, что они достоверно различались между собой ( таблица 1 ) по возрасту (p<0,001). В первой и второй группах, СУ и ПП значимо различались между собой по трем одноименным компонентам соединительной ткани из четырех оцененных. В третьей группе значимыми были отличия между проводящим и рабочим миокардом по всем компонентам соединительной ткани. А в последней группе СУ и ПП значимо различались лишь по содержанию эластических и коллагеновых волокон и недостоверно отличались объемные плотности соединительнотканых клеток и основного вещества соединительной ткани. Из данных таблицы 1 следует, что у детей, а также у взрослых и пожилых людей количественные критерии для различения рабочего и проводящего миокарда в синоаурикулярной области сердца вполне корректны в разных возрастных группах. В СУ по сравнению с ПП во всех возрастных группах преобладали коллагеновые волокна, а остальные компоненты соединительной ткани менялись в СУ и в ПП с возрастом по разному. Так объемная плотность основного вещества соединительной ткани значимо различалась в СУ и рабочем миокарде ПП для трех младших групп, но не отличалась в старшей. Объемная плотность эластических волокон не различалась в СУ и ПП в младшей возрастной группе, но была достоверно выше в проводящем миокарде трех остальных групп. Объемная плотность соединительнотканых клеток была значимо выше в СУ, чем в ПП в младшей и третьей по старшинству возрастных группах, но не различалась во второй и самой старшей возрастных группах. Что касается изменений свозрастом компонентов соединительной ткани в проводящем миокарде СУ или в приузловом рабочем миокарде ПП, то они имели разный характер для разных компонентов. Так объемные плотности соединительнотканых клеток и основного вещества соединительной ткани и в СУ и в ПП достоверно не изменялись с возрастом. Значимо не менялись и объемные плотности коллагеновых волокон в СУ и ПП припопарном сравнении для младшей и второй по старшинству групп, второй и третьей, третьей и самой старшей. Однако существовавшая в СУ тенденция нарастания этого показателя с возрастом привела к тому, что в самой старшей группе по сравнению с самой младшей коллагена было в 1,5 раза больше (p<0,05). Также незначительно нарастала и объемная плотность эластических волокон в СУ от группы к группе, но в и тоге это вело к увеличению эластических волокон в узле в самой старшей группе по сравнению смладшей в 1,8 раза (p<0,05). Напротив, в рабочем миокарде ПП объемные плотности эластических волокон не изменялись во второй группе по сравнению с младшей и в третьей по сравнению со старшей; в третьей же группе эластических волокон в ПП было в 1,6 раза больше, чем во второй (p<0,05), а в старшей возрастной группе их было в 1,3 раза больше, чем в младшей. Последнее обстоятельство могло быть связано с различиями обследованных возрастных групп в степени гипертрофии сердец.

Оценка изменений типового состава соединительнотканых клеток СУ (таблица 2) с возрастом не продемонстрировала значимых различий в долях клеток фиброцитарного ряда, макрофагов, лимфоцитов и жировых клеток во всех изученных возрастных группах. Доля тучных клеток в СУ падала в третьей возрастной группе по сравнению со второй в 1,9 раза (p<0,01), но возвращалась к исходному уровню в старшей возрастной группе. Кроме того в старшей возрастной группе в СУ отсутствовали эритроциты и лейкоциты.

Таблица 2. Возрастные изменения типового состава соединительнотканых клеток (`X±S`x в %) синусного узла сердца человека.

Число случаев

Возраст (годы)

Вес сердца (граммы)

Фиброцит

Макрофаг

Тучная клетка

Лимфоцит

Жировая клетка

Эритроцит

Лейкоцит

5

12±2

-

91,8±3,4

1,0±0,6

0,8±0,4

0,8±0,5

4,2±2,8

1,0±0,6

0,4±0,3

15

34±1

413±23

90,1±2,4

3,2±1,4

0,7±0,2

1,1±0,5

3,9±2,1

0,9±0,9

0,1±0,1

28

48±1

502±34

89,3±2,4

1,1±0,3

0,4±0,1

0,9±0,2

6,4±2,6

1,6±0,9

0,3±0,3

11

62±2

502±38

92,9±3,0

1,9±1,1

0,8±0,1

1,0±0,5

3,4±2,1

0

0

Переходя к обсуждению полученных результатов отметим, что во всех возрастных группах проводящий миокард СУ и рабочий миокард ПП различались по крайней мере по содержанию двух компонентов из четырех оцененных (а для некоторых групп - по содержанию 3 или даже всех 4 компонентов). Причем наиболее важным показателем было содержание коллагеновых волокон, которых былов 3,2 - 5,6 раза больше в СУ, чем в ПП. Остальные показатели были менее информативными, причем наименее значимыми были объемные плотности клеток соединительной ткани. В целом же комбинация из 4 компонентов соединительной ткани позволяла достоверно различать проводяший и рабочий миокард в синоаурикулярной области сердца человека во всех возрастных группах и была дополнительным подспорьем к тканевому составу в этой работе [6, 7, 14]. Возрастные преобразования каждого из 4 компонентов соединительной ткани имели свою специфику и наиболее значимым было увеличение эластических волокон в ПП, а также эластических и коллагеновых волокон в СУ. Так как типовой состав соединительнотканых клеток мало изменялся с возрастом, то отмеченный выше рост объемных плотностей эластическихи коллагеновых волокон можно объяснить лишь изменением функциональной активности клеток фиброцитарного ряда.

Литература:

1. КоркушкоО.В., Шатило В.Б., Бутенко А.Г. // Физиол. журнал. 1988. Т. 34. № 1. С. 12.

2. КорольковА.А., Петленко В.П. "Философские проблемы теории нормы в биологии и медицине".Москва. "Медицина". 1977. 391 С.

3. ПавловичЕ.Р., Швалев В.Н. // Архив анатомии,гистологии и эмбриологии. 1986. Т. 91. № 7. С. 38.

4. ПавловичЕ.Р. // Всборнике "Биологические проблемы старения и увеличения продолжительностижизни". Москва. "Наука". 1988. С. 73.

5. Павлович Е.Р. // Архив анатомии, гистологиии эмбриологии. 1989. Т. 97. №10. С. 48.

6. ПавловичЕ.Р., Вихерт А.М. // Кардиология. 1990. Т. 30. № 1. С. 30.

7. ПавловичЕ.Р. // Морфология. 1992. Т. 102. № 4. С. 75.

8. Павлович Е.Р.// Кардиология. - 1993, Т.33, №1, С.19-22.

9. Павлович Е.Р.// Российские морфологические ведомости. 1996. № 4. С. 77.

10. ПавловичЕ.Р. // Российские морфологические ведомости. 1997. № 1 (6). С. 111.

11. ПавловичЕ.Р. // Цитология. 1998. Т. 40. № 11. С. 934.

12. ПавловичЕ.Р. // Морфология. 1998. Т. 114. № 5. С.45.

13. ПавловичЕ.Р. // Российские морфологические ведомости. 1998. № 1 (2). С. 159.

14. ПавловичЕ.Р. // Российские морфологические ведомости. 1999. № 3-4. С. 122.

15. ФролькисВ.В., Коркушко О.В. // В книге "Биология старения". Ленинград. "Наука". 1982. С. 305.

16. Cheitlin M.D. // Inter. J. Cardiol.1989. V. 22. N 2. P. 283.

17. Inoue S., Shinohara F., Niitani H., Gotoh K.// Japan.Heart J. 1986. V. 27. N 5. P. 653.


Библиографическая ссылка

Павлович Е.Р. НЕКОТОРЫЕ ПРОБЛЕМЫ ИЗУЧЕНИЯ УЛЬТРАСТРУКТУРЫ СИНУСНОГО УЗЛА СЕРДЦА ЧЕЛОВЕКА В ОНТОГЕНЕЗЕ // Фундаментальные исследования. – 2004. – № 1. – С. 21-24;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=1941 (дата обращения: 17.11.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074