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.