Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,580

ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕАКТИВНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ КЛЕТОК И ТКАНЕЙ В РАНЕВОМ ПРОЦЕССЕ

Чепурненко М.Н. 1 Чепурненко Д.А. 2
1 ГБОУ ВПО «СЗГМУ имени И.И. Мечникова» Минздрава РФ
2 ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» МО РФ
Цель исследования – выявить реактивные изменения клеток и тканей на этапах заживления кожной раны в зоне «молекулярного сотрясения» с позиции концепции о функциональных гистионах. Материалом для исследования регенерационных процессов явились ткани различного генеза кожи крыс и мышей. Сроки фиксации были выбраны с учетом ранее изученных гистологических изменений при нанесении различных видов повреждений подопытным животным, т.е. через 6 часов, 24 часа, на 3, 6, 15 и 25-е сутки после повреждения. Для характеристики реактивных изменений клеток и тканей был использован следующий комплекс гистологических исследований: световая и электронная микроскопии; процессы пролиферации регистрировали методом одноволновой цитоспектрофотометрии с помощью разработанного прибора. Процессы дифференциации и синтеза биологически активных веществ выявляли цитохимическими методами. Иммуногистохимически выявляли антиген ядерной пролиферации, позволяющий идентифицировать клетки в синтетическом периоде митотического цикла. Морфометрическими методами регистрировали количественные и качественные изменения гистологических элементов, проводили статистическую обработку результатов, а также применяли математическое моделирование для описания индивидуального характера течения клеточных реакций в процессе заживления ран. Заключение. Реактивные изменения клеток и тканей в раневом процессе базируются на закономерностях эмбрионального и постэмбрионального гистогенеза. Эти характеристики включают активацию и пролиферацию малодифференцированных клеток, их дифференциацию и взаимодействие с последующей адаптивной перестройкой регенерата. Для каждой фазы регенерации тканей кожи характерна гетероморфия клеточных элементов: внутридифферонная и междифферонная. Междифферонная гетероморфия определяется на межтканевом уровне взаимодействии при регенерации органа, формируется т.н. функциональный гистион. На основе гистологического исследования клеточного состава функциональных гистионов с целью математического моделирования формирования функциональных гистионов грануляционной ткани были включены клетки пяти клеточных дифферонов: нейтрофильные лейкоциты, тканевые базофилы, макрофаги, клетки фибробластического дифферона и эндотелиоциты. Диагностика распространения зоны «молекулярного сотрясения» необходима для выбора методов хирургической обработки и предотвращения отсроченной гибели тканевых элементов, приводящей к осложнению в раневом процессе.
ткани кожи
гистологический процесс
раневой процесс
пролиферация
дифференциации
тканевые элементы
рана
1. Данилов Р.К. Раневой процесс: гистогенетические основы. СПб.: ВМедА им. С.М. Кирова, 2007. 380 с.
2. Русакова С.Э., Одинцова И.А. Экспериментальные модели для изучения камбиальных свойств тканей // Вестник Российской Военно-медицинской академии. 2017. Т. 3 (59). С. 120–122.
3. Миргородская О.Е., Горбулич А.В., Одинцова И.А., Данилов Р.К. Междифферонные взаимодействия в условиях дезинтеграции тканей кожи// Морфологические науки и клиническая медицина: материалы Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием, посв. 100-летию со дня рождения засл. деятеля науки РСФСР и ЧАССР, д-ра мед. наук, профессора Валентины Васильевны Амосовой. Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2019. С. 103–106.
4. Бирина В.В., Одинцова И.А., Русакова С.Э. Сравнительная характеристика пролиферации фибробластов и функциональной активности тучных клеток в регенерационном гистогенезе после огнестрельного повреждения// Известия Российской Военно-медицинской академии. 2020. Т. 39. № 1. С. 42–47.
5. Чепурненко М.Н. Морфо-математическая модель гистионов регенерационного гистогенеза. // Вопросы морфологии XXI века. Выпуск 4. Сборник научных трудов: «Учение о тканях. Гистогенез и регенерация» / Под ред. И.А. Одинцовой, С.В. Костюкевича. СПб.: Издательство ДЕАН. 2015. С. 204–208.

Регенерация тканей является предметом изучения исследователей теоретических и клинических дисциплин, которые внесли значительный вклад в понимание механизмов восстановления тканей после повреждения. Большой вклад в изучение проблемы регенерации тканей с гистогенетических позиций внесли профессора А.А. Заварзин, Н.Г. Хлопин, С.И. Щелкунов, А.А. Клишов и другие.

Фундаментальные работы профессоров Н.Н. Аничкова, И.В. Давыдовского, С.С. Гирголава, Д.С. Саркисова, И.А. Ерюхина, Ю.Г. Шапошникова и других являются настольными книгами для исследователей, занимающихся проблемами регенерации тканей.

Несмотря на имеющиеся достижения, остаются недостаточно изученными теоретические вопросы посттравматического гистогенеза тканей кожи при различных видах механического повреждения, в том числе и огнестрельном ранении [1].

Огнестрельное повреждение включает разные факторы воздействия: механическое, термическое, химическое действие пороховых газов, микробное обсеменение и др. Каждый из этих факторов вносит свой вклад в общую картину огнестрельного повреждения тканей [1].

При этом представляет интерес исследование влияния каждого из перечисленных факторов в отдельности, в последние годы большое внимание уделяется кинетической составляющей повреждающего агента. Это связано с тем, что при огнестрельном ранении кинетическая составляющая формирует зону «молекулярного сотрясения».

Особенность гистологической картины в зоне «молекулярного сотрясения» заключается в индивидуальном характере клеточных и тканевых реакций, возникновении различных форм гибели клеток, которые наблюдаются даже при заживлении ран, резкие расстройства гемомикроциркуляции, изменение клеточного состава в процессе заживления ран вследствие формирования органо-тканевого комплекса – грануляционной ткани.

Диагностика распространения зоны «молекулярного сотрясения» необходима для выбора методов хирургической обработки и предотвращения отсроченной гибели тканевых элементов, приводящей к осложнению в раневом процессе.

Цель исследования: выявить морфофункциональные свойства клеток и тканей на этапах заживления кожной раны в зоне «молекулярного сотрясения» с позиции концепции о функциональных гистионах.

Материалы и методы исследования

На первом этапе исследования была разработана экспериментальная модель повреждения, стандартизированная по исполнению для получения репрезентативных данных. Это необходимо для количественной оценки гистологических изменений в тканевых элементах [1–3].

В 1-й серии экспериментов были использованы белые мыши массой 20–30 граммов. В межлопаточную область спины животным наносили сквозное ранение кожи пробойником диаметром 3 мм. Кинетическая энергия, прикладываемая к нему, соответствовала энергии, возникающей при выстреле из пневматической винтовки.

Во 2-й серии экспериментов были использованы белые беспородные крысы массой 200–300 граммов. Для нанесения механической травмы была использована установка по передаче кинетической энергии окружающим раневой канал тканям. Подопытным животным в область голени наносили механическую травму, эквивалентную по энергии удару пули калибром 5,6 мм.

Материалом для исследования регенерационных процессов явились ткани различного генеза кожи крыс и мышей. Сроки фиксации были выбраны с учетом ранее изученных гистологических изменений при нанесении различных видов повреждений подопытным животным (через 6 часов, 24 часа, на 3, 6, 15 и 25-е сутки после повреждения).

Для характеристики реактивных изменений клеток и тканей был использован следующий комплекс гистологических исследований: световая и электронная микроскопии; процессы пролиферации регистрировали методом одноволновой цитоспектрофотометрии с помощью прибора, созданного на кафедре. Процессы дифференциации и синтеза биологически активных веществ выявляли цитохимическими методами. Иммуногистохимически выявляли антиген ядерной пролиферации, позволяющий идентифицировать клетки в синтетическом периоде митотического цикла. Морфометрическими методами регистрировали количественные и качественные изменения гистологических элементов, проводили статистическую обработку результатов, а также применяли математическое моделирование для описания индивидуального характера течения клеточных реакций в процессе заживления ран [1].

Гистогенетический подход предполагает изучение состояния тканей в норме, т.е. до нанесения повреждения, считая это «нулевой» фазой регенерации [1].

Указанный комплекс гистологических исследований для изучения каждой фазы регенерации тканей кожи позволит оценить гетероморфию клеточных элементов: внутридифферонную и междифферонную. Междифферонная гетероморфия определяется на межтканевом уровне взаимодействии при регенерации органа, формируется т.н. функциональный гистион [1].

Результаты исследования и их обсуждение

Оценка фазности течения регенерационного процесса и характеристика реактивных изменений клеток и тканей в раневом процессе основывались на установленных гистогенетических закономерностях «нулевой» фазы регенерации.

После нанесения повреждения кожи, в 1-е сутки, отмечаются изменения в нейтрофильных лейкоцитах периферической крови в количественном и качественном эквиваленте. Данные изменения наблюдаются в процессах дифференциации и синтеза биологически активных веществ – неферментативных катионных белков. Это свидетельствует о фазе воспалительной реакции в разворачивающемся регенерационном процессе (рис. 1).

К концу первых суток эксперимента устанавливается гетероморфия в популяции нейтрофилов по активности катионных белков. Отмечается повышение количества нейтрофилов периферической крови с высокой активностью катионных белков и понижение числа клеток со слабой и умеренной активностью катионных белков. Отмечается снижение концентрации катионных белков в нейтрофильных гранулоцитах к 3-м суткам опыта и дальнейшее нарастание концентрации катионного белка к 25-м суткам регенерации, что отражает снижение внутридифферонной гетероморфии.

У экспериментальных животных после нанесения механической травмы с передачей кинетической энергии, эквивалентной огнестрельному ранению, формировалась «зона молекулярного сотрясения». Особенность гистологической картины в зоне «молекулярного сотрясения» заключается в индивидуальном характере клеточных и тканевых реакций, возникновении различных форм гибели клеток, которые наблюдаются даже при заживлении ран, в резких расстройствах гемомикроциркуляции, изменении клеточного состава в процессе заживления раны вследствие формирования органо-тканевого комплекса – грануляционной ткани.

К 3-м суткам эксперимента появляются реактивные изменения в виде мгновенной и ранней отсроченной гибели клеток практически всех тканевых элементов кожи, что обуславливает снижение внутри- и междифферонной гетероморфии. Это сигнализирует о начале фазы ранних посттравматических изменений.

chepuren1.wmf

Рис. 1. Профиль катионных белков периферической крови в нейтрофильных лейкоцитах. Обозначения: белый – палочкоядерные нейтрофилы; черный – сегментоядерные нейтрофилы

chepuren2.tif

Рис. 2. Реакция на PCNA в ядрах эпителиоцитов волосяного фолликула. 3-и сутки. X 252

Миграция гематогенных клеточных элементов (лейкоцитов, тканевых базофилов, макрофагов) в «зону молекулярного сотрясения» как следствие начала формирования лейкоцитарного вала и постепенного увеличения междифферонной гетероморфии. Однако с междифферонной гетероморфией можно наблюдать и внутридифферонную гетероморфию при формировании функционального гистиона воспаления, представляющего собой кооперацию эндотелиоцитов, нейтрофильных лейкоцитов, тканевых базофилов. Появление макрофагов является дальнейшим развитием грануляционной ткани.

Гистологическим маркером перехода от фазы воспаления к фазе регенерации является увеличение клеток, экспрессирующих ген ядерной пролиферации (PCNA). Ведущими гистологическими элементами с 3-х суток эксперимента становятся клетки, вступающие в митотический цикл. В эпителиальной ткани кожи это не только кератиноциты росткового слоя эпидермиса, но и кератиноциты наружных волосяных влагалищ, сохранивших жизнеспособность (рис. 2).

Иммуногистохимически выявлен антиген ядерной пролиферации в составе эпителиального регенерата. В соединительных тканях кожи активация пролиферации отмечается в: периваскулярных клетках, фибробластах дермы и эндомизии подкожной мышцы.

Индекс пролиферации с 3-х по 15-е сутки в «зоне молекулярного сотрясения» снижается, что доказывается изменением количественного содержания ДНК в ядрах фибробластов при исследовании методом цитоспектрофотометрии.

В фазе дифференцировки тканевых элементов происходит постепенное образование регенерата, являющегося очередной фазой регенерационного гистогенеза. Гистологическим критерием этой фазы является формирование особой органо-тканевой структуры – грануляционной ткани. Отмечается увеличение степени междифферонной гетероморфии, с преобладанием клеточных элементов рыхлой волокнистой соединительной ткани и дифферона эндотелиоцитов.

Гистологическим показателем фазы дифференцировки является возрастание внутридифферонной и междифферонной гетероморфии тканевых элементов в соединительных тканях кожи. В регенерационном гистионе ведущими гистологическими элементами являются фибробласты, эндотелиоциты и макрофаги.

К 25-м суткам эксперимента междифферонная гетероморфия регенерата снижается медленно и длительное время остается на достаточно высоком уровне. В гистионе адаптивной фазы регенерационного гистогенеза гистологическими ведущими элементами являются фиброциты.

Характеристика изменения клеточного состава функциональных гистионов служит надежным диагностическим критерием и является показателем последовательности течения регенерационного процесса. На основе гистологического исследования клеточного состава функциональных гистионов с целью математического моделирования формирования функциональных гистионов грануляционной ткани были включены клетки пяти клеточных дифферонов: нейтрофильные лейкоциты, тканевые базофилы, макрофаги, клетки фибробластического дифферона и эндотелиоциты. Выстроенная математическая модель регенерационного процесса тканей кожи выявляет временные особенности индивидуального изменения клеточного состава функциональных гистионов регенерата.

Заключение

Реактивные изменения клеток и тканей в раневом процессе базируются на закономерностях эмбрионального и постэмбрионального гистогенеза. Эти характеристики включают активацию и пролиферацию малодифференцированных клеток, их дифференциацию и взаимодействие с последующей адаптивной перестройкой регенерата [4; 5]. Для каждой фазы регенерации тканей кожи характерна гетероморфия клеточных элементов: внутридифферонная и междифферонная. Междифферонная гетероморфия определяется на межтканевом уровне взаимодействии при регенерации органа, формируется т.н. функциональный гистион. На основе гистологического исследования клеточного состава функциональных гистионов с целью математического моделирования формирования функциональных гистионов грануляционной ткани были включены клетки пяти клеточных дифферонов: нейтрофильные лейкоциты, тканевые базофилы, макрофаги, клетки фибробластического дифферона и эндотелиоциы [5]. Диагностика распространения зоны «молекулярного сотрясения» необходима для выбора методов хирургической обработки и предотвращения отсроченной гибели тканевых элементов, приводящей к осложнению в раневом процессе [1; 2; 5].


Библиографическая ссылка

Чепурненко М.Н., Чепурненко Д.А. ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕАКТИВНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ КЛЕТОК И ТКАНЕЙ В РАНЕВОМ ПРОЦЕССЕ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2020. – № 5. – С. 63-67;
URL: https://www.applied-research.ru/ru/article/view?id=13070 (дата обращения: 16.01.2021).

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