Структурно-геометрическая перестройка сосудов происходит на протяжении всей жизни и характеризуется неравномерным течением, обусловленным процессами развития, роста и старения. По данным литературы, с возрастом различные параметры артериальной стенки подвергаются значительным изменениям, большая часть которых связана с увеличением риска сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) [1, 2].

В настоящее время отмечается рост числа лиц молодого и среднего возраста, имеющих заболевания ССЗ. Проблема раннего ремоделирования кардиоваскулярной системы изучается в основном врачами клинических специальностей с применением методов ультразвуковой диагностики. К сожалению, научных работ, посвященных теме инволютивных изменений морфометрических показателей стенки артерий под влиянием стресса, в литературе, имеющейся в открытом доступе, недостаточно. Ввиду этого данный вопрос требует дальнейшего изучения и детализации, так как от состояния артериальной системы зависят трофика тканей и активность происходящих в них обменных процессов [3].

В настоящее время совершенно точно установлена связь между старением населения и ростом сердечно-сосудистых катастроф. Видимо, инволютивные изменения в сосудах и сердце оказывают влияние на патогенетические механизмы, способствующие развитию ССЗ. Установлены определенные изменения, которые могут считаться началом развития ранней патологии сердца и сосудов, в том числе: наличие атеросклеротических бляшек, утолщение оболочек сосудов, эндотелиальная дисфункция, синдром жесткости артериальной стенки. При этом следует помнить, что возраст является немодифицируемым фактором риска ССЗ. В возрасте от 20 до 90 лет толщина внутренней и средней оболочек артериальной стенки увеличивается в 2–3 раза, что создает основу для атерогенеза в аорте и ее ветвях. Несмотря на то что клеточные и биохимические процессы внутри диффузно утолщенной интимы напоминают атеросклеротические, они должны рассматриваться только как возрастные изменения [4, 5].

Для того чтобы расширить представления о процессах возрастной перестройки кардиоваскулярной системы, подобные исследования необходимо проводить также на клеточном и тканевом уровнях, в том числе с применением современных морфологических методов диагностики. При этом важно определить взаимосвязь начавшихся отдельных изменений в сердце и стенках артерий здоровых людей с известными факторами риска ССЗ [6]. Несмотря на то что последние хорошо известны, их роль в ремоделировании сосудистой стенки и миокарда изучена недостаточно. Важно отметить, что одним из ведущих факторов риска развития сердечно-сосудистой патологии на сегодняшний день является стресс [7].

В статье представлено экспериментальное исследование, в котором изучались изменения в стенке аорты крыс, ассоциированные с возрастом и с применением хронического стресса.

Цель исследования: изучить особенности морфометрических параметров стенки аорты у крыс разного возраста и в условиях хронического стресса.

Материалы и методы исследования

Исследование проводили на 30 крысах породы Вистар, которые были разделены на контрольную группу (младшая, возраст 6 месяцев), старшую (возраст 24 месяца) и группу стрессированных крыс (табл. 1).

Таблица 1

Экспериментальные группы животных

Размещение, содержание животных, моделирование хронического стресса, а также выведение из эксперимента осуществлялись строго в соответствии с правилами лабораторной диагностики (GLP), этическими нормами, изложенными в соответствующих международных рекомендациях, приказах МЗ РФ № 267 от 19.06.2003 г. и МЗ СССР № 755 от 12.08.1977 г. Исследование было одобрено локальным этическим комитетом при ФГБОУ ВО «ПГУ», протоколом № 3 от 30.11.2018 г.

Хронический стресс моделировался путем каждодневного воздействия стрессогенных раздражителей. В течение 6 недель опытные животные подвергались ежедневному воздействию различных стрессорных факторов, чередующихся в случайном порядке. Стрессогенные раздражители: смена горизонтального положения клетки на угловое (30°), лишение пищи на 41 час, питьевая депривация (лишение воды на 7 ч с последующим помещением в клетку пустых поилок на 17 ч), влажная клетка – в клетку выливали 500 мл воды на 17 ч, пустая клетка – животных оставляли без древесной стружки на 17 ч, воздействие звуками хищника на 30 мин, помещение в клетку ватных дисков с дегтем, тесная клетка (клетку делили перегородкой на 24 ч), смена свето-темного цикла в течение 24 ч. Каждый стресс был применен 6–7 раз в течение всего периода времени, так, чтобы каждые сутки на животных воздействовали один или комбинация двух факторов. Во избежание привыкания один и тот же стрессовый фактор не применялся последовательно в течение 2 дней [8]. Эвтаназию проводили под эфирным наркозом через 24 часа после воздействия последнего раздражителя.

В качестве объекта изучения была выбрана аорта, так как она наиболее полно отображает инволютивные изменения, которые происходят в стенке артерий. Срединным разрезом вскрывали брюшную и грудную полости. Затем препарировали и полностью извлекали аорту.

Приготовление гистологического препарата осуществляли по общепринятым методикам. Препараты окрашивали гематоксилином и эозином, а также по Вейгерту–Ван Гизону. Морфометрические показатели определяли по фотографиям увеличения 5х, 40х, 100х. Получено по 5 фотографий с каждого гистологического препарата. Для измерения морфометрических параметров использовали программу AxioVision LE Rel. 4.3. Оцениваемые морфометрические параметры аорты: наружный диаметр (мм), внутренний диаметр (мм), площадь поперечного сечения артерии (мм²), площадь просвета аорты (мм²), площадь стенки артерии (мм²), толщина интимы, медии, адвентиции (мкм), общая толщина стенки аорты (мкм). Для оценки функционального состояния аорты вычисляли индекс Вогенворта (отношение площади стенки к площади просвета).

Для статистической обработки полученных данных пользовались пакетом программ Microsoft Office, программой IBM SPSS Statistics v.25. В соответствии с критерием равенства дисперсий Ливиня определялась правомерность использования t-критерия Стьюдента для полученных значений в сравниваемых группах. При неправомерности последнего для определения значимости различий применяли U-критерий Манна–Уитни.

Результаты исследования и их обсуждение

Данные, полученные при измерении морфометрических параметров аорты по репрезентативным фотографиям аорты (рис.), представлены в таблицах 2 и 3.

Брюшная часть аорты: а – младшая группа. Нормальная структура аорты. Окраска H&E. Ув. х40, б – старшая группа. Утолщенная интима, миоциты в медии дистрофичны, имеют разную форму и величину. Окраска H&E. Ув. х40; в – стрессированная группа. Слущивание, набухание эндотелиоцитов. Окраска H&E. Ув. х40; г – стрессированная группа. Эластические волокна в медии имеют слабую извилистость и разную ширину, между ними видны темные ядра гладких миоцитов. Окраска по Вейгерту–Ван Гизону. Ув. х40

Анализ полученных данных показал статистически значимое увеличение толщины стенки аорты у животных старшей возрастной группы (в среднем 110,13±4,45 мкм) и у стрессированных животных (в среднем 102,28±3,19 мкм) по сравнению с контрольной группой (в среднем 88,33±4,21 мкм) на 19,79% и на 13,63% соответственно.

Таблица 2

Толщина оболочек стенки аорты (M±m), мкм

Примечание: * – различия статистически значимы (Т-критерий, p<0,05 относительно контрольной группы); ** – различия статистически значимы (критерий U Манна–Уитни, p<0,05 относительно контрольной группы)

Достоверные различия между группами выявлены по толщине оболочек стенки аорты. Толщина интимы в старшей группе (в среднем 8,92±0,33 мкм) увеличивалась на 22,98%, в группе стресса (в среднем 8,84±0,36 мкм) – на 22,2% относительно контрольной группы (в среднем 6,87±0,27 мкм). Толщина медии в старшей группе (в среднем 85,2±4,16 мкм) увеличивалась на 21,87%, в группе стресса (в среднем 77,69±2,4 мкм) также увеличивалась на 14,31% относительно контрольной группы (в среднем 66,57±4,08 мкм).

Статистически значимых различий в толщине адвентиции аорты между группами выявлено не было.

Наружный диаметр аорты достоверно увеличен в старшей группе животных (в среднем 1,2±0,02 мм) на 18,33% относительно младшей группы (в среднем 0,98±0,01 мм). Достоверное увеличение данного параметра установлено также в группе стрессированных крыс (в среднем 1,06±0,02 мм) на 7,54% относительно контрольной группы.

Статистически значимые различия по внутреннему диаметру установлены только в старшей группе (в среднем 0,99±0,02 мм) – увеличение параметра на 18,18% относительно животных младшей группы (в среднем 0,81±0,02 мм).

Площадь поперечного сечения аорты в старшей группе (в среднем 1,14±0,05 мм2) достоверно увеличивалась на 33,3%, в группе стрессированных животных (в среднем 0,89±0,04 мм2) данный параметр увеличивался на 14,6% относительно молодой группы (в среднем 0,76±0,01 мм2).

Статистически значимые различия по площади просвета аорты установлены только в старшей группе (в среднем 0,77±0,04 мм2) – увеличение параметра на 32,46% относительно животных младшей группы (в среднем 0,52±0,01 мм2).

Площадь стенки аорты в старшей группе (в среднем 0,36±0,01 мм2) достоверно увеличивалась на 36,11%, в группе стрессированных животных (в среднем 0,3±0,01 мм2) данный параметр увеличивался на 23,33% относительно контрольной группы (в среднем 0,23±0,01 мм2).

Таблица 3

Морфометрические параметры аорты (M±m)

Примечание: * – различия статистически значимы (Т-критерий, p<0,05 относительно контрольной группы); ** – различия статистически значимы (критерий U Манна–Уитни, p<0,05 относительно контрольной группы).

Индекс Вогенворта в старшей группе (в среднем 0,48±0,02) достоверно увеличивался на 33,33%, в группе стрессированных животных (в среднем 0,52±0,02) данный параметр увеличивался на 38,46% относительно молодой группы (в среднем 0,32±0,01). По изменениям индекса Вогенворта можно косвенно судить о нарушении циркуляции крови в аорте крыс старшей и стрессированной групп.

Вышеизложенные данные подтверждают схожесть течения инволютивных процессов, протекающих под влиянием стресса и происходящих с возрастом.

Заключение

Выявлены достоверные различия отдельных морфометрических параметров аорты у крыс разного возраста и в условиях хронического стресса, в том числе с возрастом. Как и в условиях стресса, обнаружено увеличение внутренней и средней оболочек аорты, чем обусловлено увеличение общей толщины ее стенки; также увеличивались наружный диаметр аорты, площадь поперечного сечения аорты, площадь стенки аорты, индекс Вогенворта. Полученные данные позволяют сделать вывод о том, что хронический стресс оказывает влияние на преждевременную перестройку стенки артерий.