В настоящее время микроскопическая оценка патоморфологических изменений, оставаясь базовой, может быть дополнена системным количественным исследованием. Такими методом является морфометрия. В широком понимании морфометрия - учение о правилах получения числовых характеристик изменений форм любой природы. В медицине широко используют компьютерную микроморфометрию. На ее основе созданы морфометрические модели различных патологических состояний, изучены морфометрические особенности миокарда левого желудочка при острой коронарной недостаточности [Гланц С., 1999; Автандилов Г.Г., 2002; Резник А.Г., 2003, 2004; Yamamoto S. et al., 2000; Koch A. et al., 2001; Nozynski J. et al., 2007]. Таким образом, использование компьютерной обработки изображения микропрепаратов сердца в сочетании с морфометрией является перспективным научным направлением.
Цель исследования изучить микроморфометрические показатели миокарда левого и правого желудочка сердца при смерти от различных причин.
Материалом исследования послужили 142 случая смерти на догоспитальном этапе от изолированной черепно-мозговой травмы (ЧМТ) с быстрым темпом наступления смерти (35 наблюдений), острого инфаркта миокарда в донекротической стадии (ОИМДС) (45 случаев), острого отравления этанолом (ООЭ) (31 наблюдение), пневмонии (31 случай). Среди умерших было 115 (81%) мужчин и 27 (19%) женщин в возрасте от 16 до 82 лет. Средний возраст составил от 47,0 ± 4,1 лет (p > 0,05).
Для судебно-гистологического исследования вырезали восемь образцов сердца. В том числе пять кусочков миокарда левого желудочка по унифицированной методике, учитывающей все типы его кровоснабжения [Мазуренко М.Д., Зимина Ю.В., 1998] и три образца правого желудочка. Каждый из них был промаркирован в соответствие с локализацией. Верхушка левого желудочка (№1). Передняя (№2), боковая (№3) и задняя (№4) стенки левого желудочка и межжелудочковая перегородка (№5) по окружности, проходящей через середину расстояния между верхушкой левого желудочка и митральным клапаном. Передняя (№6), боковая (№7) и задняя (№8) стенки правого желудочка по окружности, проходящей через середину расстояния между верхушкой правого желудочка и трехстворчатым клапаном. Данная маркировка в дальнейшем сохранялась в парафиновых блоках и на предметных стеклах.
Материал фиксировали в 10% растворе нейтрального формалина, заливали в парафин. Срезы окрашивали гематоксилином и эозином. Морфометрию миокарда проводили с помощью компьютерной системы обработки изображений с программным обеспечением «ВидеоТестМорфо - 4» (Copyright «©» Санкт-Петербург, 2004), оснащенную цифровой камерой Canon (5.0 мегапикселей) на базе микроскопа Axiostar plus (Carl Zeiss, Германия) с использованием объектива ×40 и окуляра ×10. Определяли средние параметры площади ядер и толщины кардиомиоцитов, межмышечного расстояния в микропрепаратах. Нормальность распределения морфометрических данных проверена программой «ВидеоТест-Морфо - 4» (Copyright «©» Санкт-Петербург, 2004) по критерию Шапиро-Уилкса. Обработку статистических данных между группами осуществляли с использованием t-критерия Стьюдента и компьютерных программных пакетов EXEL 11.0 (Office 2003, Professional), Statistica 6.0. После обработки, изображения микропрепаратов сохраняли в jpg формате.
У погибших от ЧМТ при микроскопии в левом и правом желудочках сердца преобладали артериальные сосуды с просветом обычной формой, нормотрофия кардиомиоцитов, умеренное кровенаполнение вен и капилляров. По данным морфометрического исследования ширина кардиомиоцитов, площадь их ядер и межмышечные расстояния в левом и правом желудочках сердца, в сравнении с другими причинами смерти, были минимальны и наименее вариабельны (таблица 1). Полученные значения совпадали с результатами других авторов, изучавших нормальные параметры кардиомиоцитов [Митрофанова Л.Б., Аминева Х.К., 2007; Cardoso J.A. et al., 2006]. То есть, среднестатистические величины толщины кардиомиоцитов, площади их ядер и межмышечные расстояния миокарда у погибших от ЧМТ, в отсутствие сопутствующей и фоновой патологии, соответствовали варианту нормы.
В случаях смерти от ОИМДС в гистологической картине левого желудочка преобладал спазм артериальной системы. В правом желудочке артериальные сосуды с обычной формой просвета чередовались с участками их дистонии. Для обоих желудочков были характерны утолщение кардиомиоцитов с неравномерным увеличением ядер, волнообразная деформация и фрагментация сердечных мышечных волокон, периваскулярный и межмышечный отек. Морфометрия левого желудочка показала, что произошло увеличение толщины кардиомиоцитов (22,82 ± 0,75 mkm, p < 0,001), площади их ядер (199,41 ± 4,81 mkm2, p < 0,001) и межмышечных расстояний (7,88 ± 0,53 mkm, p < 0,001). В правом желудочке также отмечены утолщение кардиомиоцитов (14,01 ± 0,58 mkm, p < 0,001), увеличение площади их ядер (167,78 ± 5,09 mkm2, p < 0,001) и расширение межмышечных пространств (10,27 ± 0,59 mkm, p < 0,001). Увеличение площади ядер сердечных мышечных волокон было неравномерным. В левом желудочке площадь ядер варьировала от 150 до 230 mkm2, в правом - от 100 до 200 mkm2. Приведенные выше данные свидетельствуют об ишемическом поражении миокарда левого желудочка и гипоксии правого, подтверждают развитие межмышечного отека. Ишемические и гипоксические изменения миокарда носят «мозаичный» характер [Резник А.Г., 2009], что проявляется неравномерным увеличением ядер кардиомиоцитов обоих желудочков сердца.
У погибших от ООЭ при микроскопии в желудочках сердца отмечали дистонию артерий всех калибров, периваскулярный и межмышечный отек, периваскулярные геморрагии, утолщение кардиомиоцитов, венозное и капиллярное полнокровие с явлениями стаза крови и сладж-феноменом. Морфометрическое исследование левого желудочка показало утолщение кардиомиоцитов до 19,86 ± 0,63 mkm (p < 0,01) и расширение межмышечных пространств до 6,27 ± 0,44 mkm (p < 0,05), при сохранении обычной площади ядер (140,61 ± 3,98 mkm2, p > 0,05). В правом желудочке были утолщены сердечные мышечные волокна (14,72 ± 0,55 mkm, p < 0,001), увеличена площадь их ядер (157,25 ± 3,79 mkm2, p < 0,001) и расширены межмышечные пространства (11,25 ± 0,37 mkm, p < 0,001). Следовательно, при токсическом действии этанола преобладает утолщение сердечных мышечных волокон и межмышечный отек в миокарде, как левого, так и правого желудочка сердца.
Микроморфометрические показатели миокарда при различных причинах смерти (M ± m)
|
Показатели |
Черепно-мозговая травма |
Острый инфаркт миокарда в донекротической стадии |
Острое отравление этанолом |
Пневмония |
|
n = 35 |
n = 45 |
n = 31 |
n = 31 |
|
|
Левый желудочек Площадь ядер, mkm2 |
137,95 ± 3,88 |
199,41 ± 4,81* |
140,61 ± 3,98 |
152,05 ± 3,96** |
|
Толщина кардиомиоцитов, mkm |
17,73 ± 0,55 |
22,82 ± 0,75* |
19,86 ± 0,63** |
18,83 ± 0,66 |
|
Межмышечное расстояние, mkm |
5,05 ± 0,24 |
7,88 ± 0,53* |
6,27 ± 0,44*** |
5,78 ± 0,31 |
|
Правый желудочек Площадь ядер, mkm2 |
81,65 ± 1,46 |
167,78 ± 5,09* |
157,25 ± 3,79* |
159,20 ± 2,47* |
|
Толщина кардиомиоцитов, mkm |
9,86 ± 0,27 |
14,01 ± 0,58* |
14,72 ± 0,55* |
13,32 ± 0,61* |
|
Межмышечное расстояние, mkm |
4,30 ± 0,27 |
10,27 ± 0,59* |
11,25 ± 0,37* |
9,10 ± 0,50* |
Примечания:
* - p < 0,001; ** - p < 0,01; *** - p< 0,05;
статистический анализ выполнен относительно группы черепно-мозговой травмы.
У скончавшихся от пневмонии в гистологической картине обоих желудочков чаще встречались артерии в состоянии дистонии и полнокровия, а утолщение кардиомиоцитов и межмышечный отек преобладали в правом желудочке. Микроморфометрическое исследование показало в левом желудочке достоверное увеличение площади ядер кардиомиоцитов (152,05 ± 3,96 mkm2; p < 0,01), а в правом желудочке утолщение кардиомиоцитов (13,32 ± 0,61 mkm) с увеличением площади их ядер (159,20 ± 2,47 mkm2) и расширением межмышечных пространств (межмышечным отеком) (9,10 ± 0,50 mkm) (p < 0,001). Полученные данные отражают гипоксические изменения в миокарде с преимущественным нарушением гемодинамики в малом круге кровообращения.
Таким образом, компьютерная микроморфометрия миокарда позволяет дать количественную оценку паторфологическим изменениям кардиомиоцитов и площади их ядер, объективно подтвердить наличие межмышечного отека.