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].
Читайте также: Какие виды тканей имеются у растений
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.
Рис. 1. Профиль катионных белков периферической крови в нейтрофильных лейкоцитах. Обозначения: белый – палочкоядерные нейтрофилы; черный – сегментоядерные нейтрофилы
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.
Читайте также: Швейную машинку для дома с оверлоком для всех видов тканей
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.
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].
Гистологическое исследование грануляционной ткани
Совершенствование качества оказания первой медицинской помощи и проблема заживления ран кожи не утрачивает своей актуальности на протяжении многих десятилетий. Основополагающей методологией решения этой проблемы является принцип управления раневым процессом за счет направленного местного воздействия на него биологически активными или веществами с антимикробной активностью [5]. В развитии этих аспектов несомненный интерес представляют достижения современной химии, позволяющие разрабатывать биологически активные шовные материалы, обладающие свойством противостоять развитию инфекционных осложнений в ране и улучшать репарацию тканей, не оказывая при этом вредного влияния на организм [6,7].
По мнению ряда авторов, исследовавших процессы регенерации послеоперационных ран и межкишечных соустий в экспериментальных условиях, доказаны преимущества использования биологически активных хирургических шовных материалов комплексного действия [2, 3]. В наших работах [4] было показано, что имплантация в рану шовного материала, содержащего астрагерм и антибактериальный препарат, приводит к интенсификации выселения в область повреждения клеточных элементов с одновременным повышением их функциональной активности.
В связи с этим является целесообразной дальнейшая разработка и экспериментальная апробация новых видов биологически активных нитей и их последующее внедрение в хирургическую практику [8].
Цель настоящего исследования состояла в изучении на экспериментальных животных гистоморфологических изменений тканей линейных ран кожи, ушитых с помощью разрабатываемых биологически активных шовных материалов.
Читайте также: Хлопковые ткани из турции
Материалы и методы
Исследования проведены на 46 самцах беспородных белых крыс, массой 140-160 г. Содержание животных и постановка эксперимента проведены в соответствии с требованиями приказа № 267 МЗ РФ от 19.06.2003 г., а также международными правилами «Guideforthe Careand Useof Laboratory Animals».Анестезия осуществлялась путем ингаляции животным паров эфира. После обработки операционного поля крысам наносили линейные полнослойные раны кожи длиной 5 см с последующим их ушиванием. В соответствии с видом используемого шовного материала выделено две группы экспериментальных животных: контрольная, где использовалась поликапроамидная нить без лекарственных препаратов (ПН) и опытная, в которой раны зашивали поликапроамидной нитью в оболочке из высокомолекулярного хитозана с ципрофлоксацином и астрагермом (ПН+ВХ+ЦФ+АГ). Тестируемый биологически активный шовный материал представляет собой крученую поликапроамидную нить в оболочке из природного полимера хитозана, с включением антибиотика ципрофлоксацина и препарата из группы германийсодержащих органических соединений астрагерма. Образцы шовного материала получены во Всероссийском научно-исследовательском институте синтетических волокон (ОАО «ВНИИСВ»).
После наложения швов животные обеих групп помещались в клетки и содержались в стандартных условиях вивария. Выведение крыс из эксперимента проводилось путем передозировки эфирного наркоза в соответствии с требованиями Европейской конвенции по защите экспериментальных животных 86/609 EEC через 3, 5 и 7 дней от начала эксперимента. Биоптаты регенерирующих тканей, полученные в эти сроки, подвергались гистологической проводке по стандартным методикам с последующим получением микропрепаратов.
Результаты и их обсуждение
Анализ результатов экспериментального исследования показал, что через 3 дня после нанесения травмы у животных контрольной группы область повреждения была покрыта плотным, иногда фрагментированным струпом, состоящим из разрушенных и дегенеративно измененных клеточных элементов, в основном нейтрофильных лейкоцитов. Под струпом располагался небольшой по ширине лейкоцитарный вал, который подстилал струп на всем протяжении дефекта. Формирующаяся грануляционная ткань занимала центральное положение в области повреждения и содержала многочисленные капилляры и круглоклеточные элементы, которые образовывали очаговые скопления.
У животных опытной группы, раны которых зашивались ПН+ВХ+ЦФ+АГ нитью, в этот же срок большой фрагментированный струп покрывал рану частично, а иногда был отделен от подлежащих тканей на всем протяжении. В центре раны располагалась зрелая грануляционная ткань, содержащая различные гематогенные и тканевые клеточные элементы, с краев раны появлялись единичные макрофаги, фибробласты и коллагеновые волокна. Наблюдался рост новообразованного эпителия, протяженность регенерата составила 574,51±12,46 мкм против 589,01±14,58 мкм в группе контроля; на границе с неповрежденным эпидермисом выявлялась его гипертрофия.
Через 5 дней от начала заживления у животных контрольной группы, раны которых зашивались ПН, в центре повреждения сохранялись остатки фрагментированного струпа. Под струпом локализовался небольшой участок грануляционной ткани, содержащей круглоклеточные элементы. На границе с неповрежденной кожей эпителий был резко гипертрофирован, регенерат отличался образованием небольших выростов базальной мембраны в подлежащую ткань (рис.1).
Рис. 1. Гипертрофия молодого эпителия в области раны. 5 дней после операции. Группа контроля. Гематоксилин-эозин. Об. 40х.
У животных опытной группы (ПН+ВХ+ЦФ+АГ) в этот же срок происходила частичная или полная эпителизация повреждений. У отдельных крыс на поверхности раны сформировался ровный эпителиальный пласт, состоящий из 8-10 рядов клеток с ровной, не образующей выростов в толщу дермы, базальной мембраной (рис. 2). Его протяженность составила 164,4±8,01 против 226,13±6,95 мкм в группе контроля (р
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом