Гипотеза о механизме развития интестициального отёка у больных с хроническим окклюзирующим атеросклерозом артерий нижних конечностей

В.А. Бауэр, А.А. Гайдаш, Г.Е. Соколович, А.Ф. Хафизова, О.А. Бабенко

Военно-медицинский институт, Томск, Россия

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: окклюзирующий атеросклероз, интестициальный отёк, механизм развития.


Цель работы: изучить структурные особенности межклеточного матрикса кожи при хроническом окклюзирующем атеросклерозе артерий нижних конечностей.

Материалы и методы: образцы кожи брали с соблюдением норм биоэтики у волонтеров (контрольная группа) и у больных с хроническим окклюзирующим атеросклерозом артерий нижних конечностей. Биопсию производили на уровне тыльной поверхности стопы в проекции медиального лимфатического коллектора. Для изучения структурных характеристик межклеточного вещества использовали атомно-силовую микроскопию (AFM-сканирование) на базе зондовой нанолаборатории NTEGRA Prima. AFM-сканирование осуществлено со стороны дермы без предварительной фиксации образцов контактным методом на воздухе с помощью кремниевых зондов серии CSG10 (радиусом закругления 10 нм) в условиях постоянной силы и высоты с частотой развертки 1,56 Hz. Локальную адгезиометрию проводили методом силовой спектроскопии. Достоверность различий средних значений морфометрических и адгезионных показателей оценивали по t критерию Стьюдента.

Результаты: в норме AFM-сканы межуточного вещества здоровой кожи, представлены неизмененными коллагеновыми волокнами с четко просматриваемой D-периодичностью. Размер D-периодов (доменов) колеблется в пределах 61-66 нм составляя в среднем 62 нм, что согласуется с данными рентгенструктурного анализа. Наружная поверхность коллагеновых фибрилл в области главных участков выпуклая. Домены коллагеновых волокон выступают над поверхностью в виде ступенек высотой до 50 нм. Ступенчатость поверхности обусловлена поперечным сдвигом ультратонких нитей тропоколлагенов относительно короткой оси фибрилл. Средние значения показателей адгезионных сил в области главных участков D-периодов колеблются в пределах 45-82 нН (наноньютонов). Показатель адгезионных сил в интерстициальных пространствах межклеточного матрикса, образованных расщелинами между коллагеновыми волокнами колеблется в пределах 90-110 нН. Важной структурной особенностью межуточного вещества в здоровой коже является наличие пор. Размеры пор колеблются в пределах от 25 нм до 100-250 нм.

При патологии наблюдается массовая деструкция коллагеновых волокон, а также изменяются их морфометрические и адгезионные свойства. Разрушение коллагеновых волокон происходит по механизму упорядоченной дезинтеграции доменов по линии так называемых узких участков фибрилл. Коллагеновые волокна распадаются на фрагменты, состоящие из 5-7, 3-5, 2-3 и единичных доменов. Поперечного расщепления коллагеновых волокон с распадом на нитчатые фрагменты нами не обнаружено. Распавшиеся коллагеновые волокна являются источником частиц детрита размерами 25-50 нм. Некоторые из них агрегируются в крупные зерна диаметром от 150 нм до 800-1000 нм. Численная плотность частиц интерстициального детрита может достигать 15-30 на 1 мкм2 поверхности образца. При этом количество частиц наноразмерного диапазона преобладает над количеством частиц мезо-и микро размерных диапазонов, что свидетельствуют о трансформации геля межуточного вещества в мелкодисперсный золь. В сохранившихся коллагеновых волокнах регистрируется разнонаправленное изменение морфометрических показателей. В частности существенно уменьшается продольный размер D-периодов до 50,4±3,3 нм (в контроле 64,1±2,2 нм), а толщина, наоборот, увеличивается до 166,2±6,6 нм (в контроле 92,5±6,8 нм). Укорочение и одновременное утолщение доменов свидетельствует о сжатии коллагеновых фибрилл преимущественно в продольном направлении. Морфологические такие коллагеновые волокна имеют как бы сплюснутый вид. По данным локальной силовой спектроскопии установлено практически двукратное падение показателей адгезионных сил коллагеновых волокон до 34,1±1,5 нН (в контроле 68,2±1,7 нН). Снижение сил адгезии свидетельствует о том, что в пористых структурах коллагеновых волокон содержится меньшее количество воды в сравнении с нормой. Таким образом, деструкция коллагеновых волокон при облитерирующем атеросклерозе характеризуется следующими особенностями: кластерным распадом на отдельные домены, сжатием преимущественно в продольном направлении, дегидратацией коллагеновых фибрилл. Важной морфологической особенностью межклеточного матрикса при облитерирующем атеросклерозе является уменьшение количества пористых структур.

Обсуждение: Учитывая указанные обстоятельства, мы полагаем, что при патологии развивается разрушение коллагеновых волокон за счёт их продольного сжатия. Из узких участков коллагеновых волокон, которые более рыхлые за счет меньшей концентрации нитей тропоколллагена, выдавливается свободная вода. В результате коллагеновые волокна высыхают и в ходе разрушения раскалываются по рыхлым участкам, формируя морфологический феномен, напоминающий сучковатый перелом сухих веток. Уходящая из коллагеновых фибрилл свободная вода накапливается в межуточном веществе. Межклеточный матрикс подвергается мелкодисперсному озолению, что ведет к росту осмотического давления внутри интерстиция. В результате создаются условия для «откачки» воды из нанопор коллагеновых волокон и ее задержке в тканях. Принципиально важно, что пористые структуры межуточного вещества подвергаются регрессии. Это затрудняет процессы внутри- и трансдермальной миграции воды и усугубляет развитие отечного синдрома.

Выводы: в процессе развития хронического окклюзирующего атеросклероза артерий нижних конечностей снижается водоудерживающая способность коллагеновых белков, что способствует массовому высвобождению связанной воды и осложняется развитием интерстициального отека.