Ремоделирование системы микроциркуляции в онтогенезе

/ Т. Г. Алексеева, А. Н. Бойко, Е. И. Гусев // Журнал неврологии и психиатрии им. С. С. Корсакова. -2GGG. - № 11. - С. 1З^.

3. Воронина, Т. А. Методические указания по изучению транквилизирующего (анксиолитиче-ского) действия фармакологических веществ / Т. А. Воронина, С. Б. Середенин // Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. - М. : Ремедиум, 2GGG. - С. 126-Ш.

4. Добряков, Ю. И. Скрининговый метод оценки антистрессорного действия препаратов / Ю. И. Добряков // Стресс и адаптация : тез. Всесоюзного симпозиума. - Кишинев : Штиинца, 1978. - 172 с.

З. Ackerman, K. D. Immunologic response to acute psychological stress in MS patients and controls / K. D. Ackerman, M. Martino, R. Heyman // J. Neuroimmunol. - 1996. - Vol. 68. - P. 8З-94.

6. Gold, R. Understanding pathogenesis and therapy of multiple sclerosis via animal models : 7G years of merits and culprits in experimental autoimmune encephalomyelitis research / R. Gold, C. Lining-ton, H. Lassmann // Brain. - 2GG6. - Vol. 129. - P. 19З3-1971.

7. Olitsky P. K. Experimental disseminated encephalomyelitis in white mice / P. K. Olitsky, R. H. Yager // J. Exp. Med. - 1949. - Vol. 9G, № 3. - Р. 213-224.

8. Rao, S. M. Cognitive dysfunction in multiple sclerosus. I. Frequency, patterns and prediction / S. M. Rao, G. J. Leo, L. Bernadin, F. Unverzagt // Neurology. - 1991. - Vol. 41. - P. 68З-691.

Киселева Екатерина Витальевна, аспирант кафедры нервных болезней и медицинской генетики с курсом нейрохирургии, ГБОУ ВПО «Ярославская государственная медицинская академия» Минздрава России, Россия, 150000, г. Ярославль, ул. Революционная, д. 5, тел.: 8-920-103-80-67, e-mail: katerinar_86@mail.ru.

Спирина Наталья Николаевна, ординатор кафедры нервных болезней и медицинской генетики с курсом нейрохирургии, ГБОУ ВПО «Ярославская государственная медицинская академия» Минздрава России, Россия, 150000, г. Ярославль, ул. Революционная, д. 5, тел.: 8-905-647-53-47, e-mail: rianor@rambler.ru.

Румянцева Татьяна Анатольевна, доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой анатомии человека, ГБОУ ВПО «Ярославская государственная медицинская академия» Минздрава России, Россия, 150000, г. Ярославль, ул. Революционная, д. 5, тел.: (4852) 30-32-12, e-mail: rum-yar@mail.ru.

Спирин Николай Николаевич, доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой нервных болезней и медицинской генетикой с курсом нейрохирургии, ГБОУ ВПО «Ярославская государственная медицинская академия» Минздрава России, Россия,150000, г. Ярославль, ул. Революционная, д. 5, тел.: (4852) 44-53-44, e-mail: nnspirin@mail.ru.

УДК 611.161+612.1+616.12 © В.И. Козлов, 2G12

В.И. Козлов РЕМОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ МИКРОЦИРКУЛЯЦИИ В ОНТОГЕНЕЗЕ

ФГБОУ ВПО «Российский университет дружбы народов», г. Москва

Изучено развитие микрососудов в мышце, брыжейке тонкой кишки и мягкой мозговой оболочке и формирование в них модульных конструкций микроциркуляторного руслав постнатальном онтогенезе у крысы. В процессе развития кровеносного компартмента системы микроциркуляции выделены три этапа: I - формирование первичной диффузной сети микрососудов; II - ремоделирование микроциркуляторного русла и становление полярной ориентации кровотока относительно артериального входа и венозного выхода; III - формирование дискретных микрососудистых модулей со специализированными нутритивными и шунтирующими путями кровотока, адекватно и избирательно реагирующих на изменения метаболических потребностей тканей.

Ключевые слова: микрососудистые модули, микрососуды, микроциркуляторное русло, онтогенез.

V.I. Kozlov THE REMODELING OF MICROCIRCULATION SYSTEM IN ONTOGENESIS

1З1

We studied the development of microvessels in the muscle, the mesentery of the small intestine and the pia mater and the formation of microvasculature modular structures in the postnatal ontogenesis in rats. In the development of the bloodcompartment of the microcirculation there were three phases: I - the formation of primary diffuse network of microvessels; II - remodeling of the microvasculature and formation of polar orientation blood circulation with respect to arterial input and venous output; III-formation of discrete microvascular modules with specialized nutritive and shunt flowpaths, adequatelyand selectively responsive to the changing metabolic needs.

Key words: microvascular modules, microvessels, microcirculatory bed, ontogensis.

Введение. Перестройка системы микроциркуляции, в первую очередь, ее кровеносного ком-партмента как наиболее лабильного протекает на протяжении всего онтогенеза [1, 2, 4, 5, 6]. Лишь по достижении половозрелого состояния организма механизмы стабилизации кровотока в тканевых регионах приобретают ту степень структурной завершенности, которая обеспечивает наиболее рациональное использование функциональных резервов организма на разных уровнях его структурной организации [3].

Цель: показать, как происходит ремоделирование микроциркуляторного русла и как сопряжено становление в онтогенезе структурных параметров и реактивности микрососудов.

Материал и методы исследования. Изучено развитие микрососудов в мышце, брыжейке тонкой кишки и мягкой мозговой оболочке в постнатальном онтогенезе у крысы (с момента новорож-денности до 90 дней, когда крысы достигают половозрелого состояния). Исследование микрососудов и характера кровотока в них осуществлялось с помощью биомикроскопической техники [3].

Результаты и их обсуждение. Прижизненные наблюдения за растущими в брыжейке капиллярами показали, что первоначально в сегмент брыжейки происходит врастание A-V петель с последующим образованием на их вершине почек роста новых капилляров. Растущие капилляры широко анастомозируют между собой и образуют первичную диффузную сеть микрососудов (рис. 1). Первичная сеть микрососудов характеризуется крайне неустойчивым кровотоком и избыточностью путей движения крови.

I - Недифференцированные A-V петли в закладке органа

II - Формирование первичной сосудисто-капиллярной сети с неупорядоченным и неустойчивым кровотоком

A

V

III - Редукция части микрососудов; структурное оформление сосудов с центробежным и центропетальным током крови

A

IV - Формирование микроциркуляторных единиц и строгое зональное упорядочение кровотока в органе

Рис. 1. Ремоделирование микроциркуляторного русла и формирование структурно-функциональных единиц микроциркуляции - микрососудистых модулей

Данные морфометрии показывают, что по мере роста животного и увеличения его массы нарастает площадь сегментов брыжейки, а вместе с ней и степень ее капилляризации, которая характеризует среднюю линейную протяженность капилляров на единицу площади брыжейки (табл. 1).

Таблица 1

Изменения структурных параметров микроциркуляторного русла брыжейки крысы ____________________________в процессе его развития_________________________

Возраст, недель Площадь Степень Коэффициент Коэффициент

сегмента брыжейки, мм2 капилляризации,

1 25,4 ± 0,8 0,32 4,4 ± 0,08 8,7 ± 0,09

3 40,6 ± 1,8 0,71 14,0 ± 0,07 25,6 ± 0,13

4 84,9 ± 2,4 1,21 8,7 ± 0,07 16,8 ± 0,13

5 112,3 ± 4,5 1,43 14,9 ± 0,13 29,2 ± 0,25

6 126,1 ± 6,2 1,74 17,4 ± 1,4 35,7 ± 0,27

7 133,3 ± 4,7 2,03 24,3 ± 0,12 66,4 ± 0,4

8 151,8 ± 9,4 2,18 33,1 ± 0,19 85,8 ± 0,39

13 178,0 ± 10,3 2,26 30,8 ± 0,16 88,2 ± 0,4

Прямые измерения гематокрита в растущих капиллярах брыжейки показали, что при формировании дефинитивной структуры микроциркуляторного русла гематокрит в капиллярах снижается. Так, достоверное снижение показателя гематокрита в капиллярах брыжейки с 16 % у крысят 4недельного возраста до 10 % (р < 0,01) происходит к 7 неделе развития, то есть к моменту формирования дефинитивной конструкции разветвленной капиллярной сети. Вероятно, на ранних этапах развития в силу малого количества капилляров должная эффективность капиллярного кровотока достигается, в частности, и за счет более высокого показателя гематокрита в них.

Наряду с новообразованием капилляров существенную роль в ремоделировании русла играет редукция части микрососудов, которая наиболее отчетливо выявляется в период перестройки первичного капиллярного сплетения в органоспецифическое микроциркуляторное русло. В ходе постнатального онтогенеза крысы имеет место не только структурная перестройка пиальных сосудов, но и трансформация первичной капиллярной сети, расположенной на поверхности мозга, во вторичную интракорти-кальную сеть микрососудов. Формирование микроциркуляторных модулей, включающих в себя интра-кортикальную сеть капилляров, прекортикальные артериолы, объединенные артериолярным анастомозом, и посткортикальные венулы, также объединенные венулярным анастомозом, является основным итогом ремоделирования первичной капиллярной сети. Выявлены три основных стадии изменения кровотока в микроциркуляторном русле мягкой мозговой оболочки крысы: I стадия формирования первичной капиллярной сети, характеризующаяся переходом от избыточного неустойчивого кровотока к полярно ориентированному относительно артериального входа и венозного выхода кровотоку (1-7 дни постнатального развития); II стадия структурно-функциональной перестройки микроциркуляторного русла, становления реактивности микрососудов и обеспечения в них устойчивого кровотока (7-30 дни);

III стадия формирования микроциркуляторных модулей и перехода к дефинитивной композиции мик-роциркуляторного русла, состоящего из структурно-функциональных единиц (микрососудистых модулей), и становление регулируемого кровотока (30-60 дни).

Биомикроскопическое изучение перестройки микроциркуляции в т. cremaster показало, что по мере роста мышцы происходит увеличение площади миоагиона, возрастание численности капилляров, а также адекватная перестройка путей притока и оттока крови в микрососудистом модуле (табл. 2). Эта перестройка включает в себя увеличение числа узлов ветвления артериол и венул, увеличение их протяженности и диаметра.

Таблица 2

Перестройка структурных параметров микроциркуляторного модуля в т. cremaster крысы

Возраст, недель Площадь модуля, мм2 Протяженность артериоло-венулярного пути, мкм Количество капилляров на 1 модуль Коэффициент притока, КА (мкм2 / мм2) 102 Коэффициент оттока, КВ (мкм2 / мм2) 102

3 0,05 ± 0,003 303 ± 13,7 8 ± 2,1 1,33 1,91

6 0,11 ± 0,004 494 ± 6,5 24 ± 4,3 0,74 1,01

10 0,17 ± 0,004 654 ± 7,1 39 ± 5,6 1,08 2,02

14 0,20 ± 0,003 704 ± 14,2 46 ± 5,4 1,06 1,91

По мере замедления процессов роста происходит топологическое упорядочение капилляров и других микрососудов, что выражается в относительной стабилизации их структурной композиции и всех морфометрических показателей.

Заключение. Структурная перестройка микроциркуляторного русла в онтогенезе связана с развитием обслуживаемых им тканевых регионов и заключается в формировании оптимальных для каждого конкретного этапа онтогенеза путей трофического обеспечения тканей. В процессе развития микроциркуляторное русло проходит ряд этапов: от возникновения недифференцированных артерио-ло-венулярных сообщений, образующих магистральные пути кровотока, до формирования специализированных микрососудистых модулей, имеющих в своем составе определенным образом организованные пути притока и оттока крови, пути нутритивного и шунтирующего кровотока, что создает необходимые условия для компартментализации внутреннего пространства органа, то есть пространственного разобщения различных жидкостных сред и упорядочения их взаимодействия в зависимости от конкретной топологии микрососудов.

Структурная перестройка микроциркуляторного русла в онтогенезе влечет за собой изменение гемодинамических отношений. На ранних этапах развития, когда преобладают недифференцированные артериоло-венулярные сообщения, при малом количестве капилляров должная эффективность капиллярного кровотока достигается за счет его высокой скорости и большой величины капиллярного гематокрита. При этом сама высокая интенсивность кровотока может служить стимулом роста капилляров и тем самым способствовать дальнейшему развитию микроциркуляции.

Структурное созревание микроциркуляторного русла завершается к моменту окончательного полового созревания, по крайней мере, в онтогенезе крысы. Организация микроциркуляции в зрелом организме четко подчиняется закону структурно-функциональной временной дискретности биологических процессов, выражением чего и служит формирование микрососудистых модулей, обеспечивающих наиболее экономное функционирование микроциркуляторной системы.

Список литературы

1. Асфандияров, Р. И. Перестройка микроциркуляторного русла в процессе раннего остеогенеза / Р. И. Асфандияров, А. Е. Лазько, А. К. Рогаткин. // Тезисы докладов II съезда анатомов, гистологов, эмбриологов и топографоанатомов УССР «Актуальные вопросы морфологии» (г. Полтава, 11-13 сентября 1985 г.). - Полтава, 1985. - С. 15.

2. Козлов, В. И. Морфофункциональные преобразования в системе микроциркуляции на разных этапах онтогенеза / В. И. Козлов // Физиология человека. - 1983. - Т. 9, № 1. - С. 43-49.

3. Козлов, В. И. Гистофизиология капилляров / В. И. Козлов, Е. П. Мельман, Б. В. Шутка, Е. М. Нейко. - СПб. : Наука, 1994. - 187 с.

4. Семенова, Л. К. Возрастные особенности сердца и магистральных сосудов / Л. К. Семенова // Возрастные особенности сердечно-сосудистой системы детей / под ред. Л. К. Семеновой - М. : Педагогика, 1978. - С. 38-57.

5. Черток, В. М. Возрастные изменения сосудов головного мозга человека / В. М. Черток // Архив анататомии, гистологии и эмбриологии.- 1985. - Т. 88, № 2. - С. 28-35.

6. Hudlicka, O. Angiogenesis. The growth of the vascular system / O. Hudlicka, K. R. Tyler. -London, 1986. - 220 p.

Козлов Валентин Иванович, доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой анатомии человека, ФГБОУ ВПО «Российский университет дружбы народов», Россия, 117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 8, тел.: (495) 434-50-55, е-таП: oagur@list.ru.