Влияние экспериментальной макроглоссии на кардиомиоциты при изменениях в структуре мышечной ткани языка

Причину рецидивов после ортогнатных операций большинство исследователей связывают с избыточным давлением языка на передний отдел альвеолярного отростка. В связи с этим авторы рекомендуют производить глоссотомию для предупреждения рецидивов после хирургического лечения макрогении [2].

В литературе имеются данные о схожести строения мышечной ткани определенных органов организма. Однако они носят фрагментарный характер и крайне немногочисленны. В публикации [1] указано на генетически обусловленные связи мышечной ткани языка и сердца в пре- и постнатальном периодах жизни. Автором описаны мышечные волокна в языке человека с центральным расположением ядер, разветвляющиеся в области желез при подходе к слизистой оболочке, что позволило отметить их аналогию с сердечными мышечными волокнами. В литературе упоминаются также особые структуры в мышцах языка, названные нервно-мышечными веретенами, аналогичные структурам, присутствующим и в миокарде.

Цель исследования – изучение морфофункциональных изменений в мышечной ткани языка и миокарда при экспериментальной макроглоссии.

Материалы и методы. Нами проведен эксперимент на 72 беспородных крысах-самцах массой 60-120 г, однократно с двух сторон от средней линии языка в толщу мышцы вводилось по 0,05 мл полиакриламидного гидрофобного геля. В течение 2 месяцев животные содержались на стандартном корме вивария при свободном доступе к воде «Сестрица» с общей минерализацией и жесткостью 120 и 3,8 мг/дм3 соответственно и следующим химическим составом: сульфаты – 8,8 мг/дм³, фториды – 0,23, хлориды – 3,95 и активированная кремниевая кислота (по кремнию) – 2,1 мг/дм³.

По истечении сроков животных забивали методом декапитации. При забое язык и сердце извлекались целиком. Язык делился по средней линии, сердце пополам во фронтальной плоскости. Половины указанных органов фиксировались в 10% растворе забуференного формалина с последующей заливкой в парафин по стандартной методике. Другие половины органов замораживались и из них изготавливались криостатные срезы толщиной 10 мкм для последующих гистоферментных исследований. Из залитых в парафин блоков делали срезы толщиной 5 мкм, которые окрашивали гематоксилином и эозином для морфометрической и описательной оценки. Морфометрию проводили с помощью программы SigmaScanPro.

На замороженных срезах выявлялась активность сукцинатдегидрогеназы (СДГ), NADH-диафоразы методом Z. Lojda [7] и неспецифической эстеразы (НЭ) методом Y. Gomori [6].

Активность ферментов оценивали фотометрированием в проходящем свете на микроскопе «Микмед-2» с использованием фотоэлектронасадки ФМЭЛ-1 с ФЭУ-79 и выходным напряжением усилителя 1200 В. Светопропускание через интерференционный светофильтр с максимумом светопропускания на длине волны 620 нм регистрировали цифровым вольтметром Щ 4300, после чего путем отрицательного десятичного логарифмирования уровень светопропускания трансформировали в светопоглощение, которое выражалось в условных единицах (y.e.) оптической плотности.

Уровень гистамина в тканях определяли люминесцентно-гистохимическим методом Кросса-Эвана-Роста [3]. Содержание в тканях серотонина и катехоламинов — люминесцентно-гистохимическим методом Фалька-Хилларпа [5] в модификации Е.М. Крохиной (1969). Содержание гепарина в тканях — люминесцентно-гистохимическим методом Энербек [4]. Люминесцентно-гистохимический анализ препаратов проводили с использованием люминесцентного микроскопа ЛЮМАМ И-2 с микроспектрофлюориметрической насадкой ФМЭЛ-1А.

Полученный цифровой массив обрабатывали общепринятыми статистическими методами, применяя программы Microsoft Office Excel 2003 и Statistica 6.0.

Результаты исследования. Относительная масса сердца животных с макроглоссией не имела достоверных отличий от контрольных животных, но у них достоверно уменьшилась относительная площадь (%) кардиомиоцитов относительно контроля (58,09±1,10 и 67,73±1,09 соответственно). Сочетанное с макроглоссией употребление животными питьевой воды с высокими концентрациями кремния и кальция привело к таким же результатам (57,82±1,53 и 58,91±4,10 соответственно). Достоверно наибольшая, в сравнении с контролем, относительная площадь мышечных волокон в языке выявлена в группе животных с резецированным языком (56,09±1,61 и 51,41±0,75 соответственно).

Оценивая активность СДГ в мышечных волокнах, можно констатировать, что у животных с макроглоссией (1 группа) наблюдалась тенденция к повышению активности фермента в мышечной ткани языка. При добавлении к питьевой воде микроэлементов животным с макроглоссией в кардиомиоцитах активность СДГ в миокарде достоверно снижалась, а в мышцах языка еще больше повышалась в сравнении с контрольной группой.

При сравнении данных активности NADH-дегидрогеназы и НЭ в мышечных волокнах языка и кардиомиоцитах установили, что существенных изменений не произошло.

При исследовании интенсивности люминесценции гистамина в красных мышечных волокнах (тонические быстрые и медленные) зафиксирована наибольшая интенсивность люминесценции, которая наблюдалась у животных, употреблявших с питьевой водой кремний (37,03±3,32), достоверно отличалась от значений, полученных у контрольных животных. Наименьшие уровни свечения гистамина были обнаружены в красных мышечных волокнах у животных с резецированным языком. У животных с макроглоссией, употреблявших высокие концентрации микроэлементов (5, 7 и 9 группы), также снизилась интенсивность свечения гистамина в красных мышечных волокнах в сравнении с контрольными животными.

При определении уровней люминесценции гепарина обнаружены аналогичные изменения.

Известно, что абсолютные значения биогенных аминов малоинформативны при оценке роли биоаминов в изменении функции органов. В данном эксперименте с учетом того, что гистамин во внутренних средах организма образует комплексы с сульфомукополисахаридами, АТФ и нуклеиновыми кислотами, нами был рассчитан коэффициент гистамин/гепарин (табл.1).

Таблица 1

Соотношение гистамин/гепарин в мышечных волокнах миокарда и языка

____________

* — различия достоверны с контролем;

(N) — различия достоверны с противоположной группой, в скобках указан номер группы.

Данные свидетельствовали об относительном увеличении в кардиомиоцитах гепарина при изменении объема языка. Употребление с водой кремния не изменяло коэффициент (0,44±0,03) в сравнении с контролем, введение в язык геля вновь увеличивало преобладание гепарина (0,34±0,04) преимущественно за счет резкого снижения уровней свечения гистамина. Употребление с водой кремния и кальция привело к преобладанию гистамина (0,59±0,06), а введение геля опять увеличило содержание гепарина (0,46±0,04).

В красных мышечных волокнах языка соотношение гистамин/гепарин имело такую же направленность. Однако в группах, употреблявших кальций, соотношение гистамин/гепарин имело противоположную направленность, а именно: как в кардиомиоцитах, так и в красных волокнах языка при употреблении кальция с питьевой водой (6 группа) оно было незначительно снижено относительно контроля (0,41±0,21 и 0,43±0,07 соответственно), а при введении геля наблюдалось преобладание гистамина над гепарином особенно в красных волокнах языка (0,61±0,09).

Таким образом, как при экспериментальной макроглоссии, так и при резекции языка в кардиомиоцитах, красных и белых мышечных волокнах языка происходило относительное увеличение количества гепарина относительно гистамина, что, вероятно, приводило к связыванию и инактивации последнего.

Уровни люминесценции катехоламинов в кардиомиоцитах животных экспериментальных и контрольной групп представлены в табл. 2.

Результаты свидетельствовали о том, что при искусственной макроглоссии и резекции языка наблюдалась тенденция к увеличению уровней катехоламинов в кардиомиоцитах. Вместе с тем их уровень менялся и при приеме животными микроэлементов. Так, при употреблении кремния их содержание достоверно снижалось, а употребление с водой кальция достоверно повышало их концентрацию в кардиомиоцитах относительно контрольной группы. При макроглоссии аналогичные сдвиги наблюдались только в красных мышечных волокнах языка.

Содержание серотонина изменялось менее значительно. Тем не менее прием с водой кальция на фоне макроглоссии привел к достоверному снижению данного биоамина в кардиомиоцитах при сравнении с контрольными животными. В мышцах языка уровни люминесценции катехоламинов достоверно отличались от контроля лишь в группе животных, употреблявших кремний (49,75±2,24 и 64,57±4,91 соответственно).

Таблица 2

Уровень люминесценции катехоламинов в мышечных волокнах миокарда и языка, у.е.

____________

* — различия достоверны с контролем;

(N) — различия достоверны с противоположной группой, в скобках указан номер группы.

Определение уровней люминесценции катехоламинов и серотонина позволило рассчитать их соотношение (катехоламины/серотонин), показывающее превалирование того или иного биоамина в их реципрокных взаимоотношениях (табл. 3).

Рассчитанный коэффициент дал возможность утверждать, что во всех мышечных волокнах при макро- и микроглоссии, в сравнении с контролем, преобладали катехоламины, о чем свидетельствовал более высокий коэффициент катехоламины/серотонин в сравнении с контролем. Такие же изменения наблюдались в группах, употреблявших кальций (6 и 7 группа). Кремний, поступающий с питьевой водой, приводил к преобладанию серотонина над катехоламинами, а в группе кремний + макроглоссия данное проявление нивелировалось и коэффициент соответствовал рассчитанному соотношению в контрольной группе.

Таблица 3

Соотношение катехоламины/серотонин в мышечных волокнах миокарда и языка

____________

* — различия достоверны с контролем;

(N) — различия достоверны с противоположной группой, в скобках указан номер группы.

Таким образом, макроглоссия приводила к преобладанию гепарина над гистамином и катехоламинов над серотонином как в мышцах языка, так и в сердечной мышце. Употребление животными с макроглоссией высоких концентраций кальция усиливало преобладание катехоламинов над серотонином.

Однако, оценивая результаты проведенного эксперимента, можно заметить определенные закономерности во взаимозависимости изучаемых показателей как внутри отдельно взятого органа, так и между мышечной тканью языка и сердца. Это подтверждено рассчитанным нами коэффициентом парной корреляции. Так, в красных мышечных волокнах языка обнаружены достоверные связи уровней свечения гистамина с катехоламинами (-0,71), серотонином (0,57), активностью СДГ (0,49). В свою очередь, интенсивность свечения катехоламинов имела отрицательные достоверные связи с активностью СДГ (-0,38), НЭ (-0,52) и NADH-дегидрогеназы (-0,53). В кардиомиоцитах также были установлены корреляционные связи между катехоламинами и активностью СДГ (0,99), НЭ (0,88) и NADH-дегидрогеназой (0,85), что свидетельствовало о биологически значимых взаимовлияниях данных показателей.

В то же время установлена прямая сильная связь между относительными площадями мышечных волокон языка и сердца у животных с макроглоссией. Уровни люминесценции гистамина в кардиомиоцитах обнаружили прямые связи с красными и белыми волокнами языка (коэффициенты 0,57 и 0,75 соответственно) и серотонина в белых волокнах (0,53). Катехоламины кардиомиоцитов имели связь с катехоламинами белых мышечных волокон языка (0,51) и активностью НЭ (0,58). Активность НЭ сердечной мышцы с активностью этого же фермента в светлых волокнах языка с коэффициентом 0,70, а активность NADH-дегидрогеназы сердечной мышцы с ее активностью в белых и красных волокнах языка с коэффициентами 0,70 и 0,99 соответственно.

Таким образом, макроглоссия у экспериментальных животных снижала относительную площадь кардиомиоцитов при достоверном повышении активности окислительно-восстановительных ферментов в кардиомиоцитах и тонических (красных) мышечных волокнах языка. В свою очередь резекция языка приводила к снижению уровней гистамина и значительному подъему гепарина, а также превалированию катехоламинов над серотонином. При сочетанном воздействии макроглоссии и химического состава питьевых вод обнаружена разнонаправленная реакция мышечной ткани. Так, макроглоссия вызвала преобладание гепарина над гистамином и катехоламинов над серотонином как в мышцах языка, так и в сердечной мышце, а употребление животными с макроглоссией высоких концентраций кальция усилило лишь преобладание катехоламинов над серотонином. Обнаружена достоверная зависимость катехоламинов от активности СДГ, НЭ и NADH-дегидрогеназы в кардиомиоцитах – прямая, а в тонических мышцах языка – обратная. Выявлены достоверные прямые связи между уровнями свечения гистамина и катехоламинов в сердечной мышце и в мышцах языка у животных с макроглоссией.

Таким образом, экспериментально установленные связи свидетельствуют о наличии функциональных связей между кардиомиоцитами и мышцами языка, подвергшимися резекции или искусственному увеличению. Следовательно, можно предположить, что любое хирургическое вмешательство на языке вследствие указанных ранее в литературе [1] генетически обусловленных связей приводит к изменениям не только в мышечной ткани самого языка, но и в миокарде, причем эти изменения подвержены фенотипическому влиянию.

Р.С. Матвеев, И.В. Ильина

Институт усовершенствования врачей, Чебоксары