Институт иммунологии и физиологии УроРАН

Эта работа опубликована в сборнике научных трудов «Естествознание и гуманизм» (2005 год, Том 2, выпуск 4), под редакцией проф., д.б.н. Ильинских Н.Н. Посмотреть титульный лист сборника

В последние годы достаточно четко сформулированы представления о том, что исход беременности и родов, состояние плода и новорожденного при гипоксии зависят как от степени и длительности кислородного голодания, так и от характера компенсаторно-приспособительных реакций функциональной системы мать – плацента – плод.[2] Одним из менее всего изученных звеньев этой функциональной системы является пуповина, обеспечивающая кровообращение между плацентой и плодом
Цель работы: Изучить реакцию пуповины крыс на гипобарическую гипоксию в различные периоды эмбриогенеза.
Материалы и методы: В  работе использованы беременные самки белых беспородных крыс массой 180–220г. Отсчет срока беременности начинался с момента обнаружения сперматозоидов во влагалищном мазке  крысы.  
Было сформировано 4 группы  беременных животных по 5 особей в каждой.
Животные опытных групп ежедневно подвергались гипобарической гипоксии в барокамере, где создавалась разряженная атмосфера, соответствующая высоте 3200 – 3500 м над уровнем моря. Воздействие проводилось в импульсном режиме: время каждой экспозиции составляло 6 часов. Животные первой группы находились в барокамере ежедневно на протяжении всех периодов эмбриогенеза (зародышевого, предплодного, плодного). Во второй группе воздействие проводилось с 13-го дня беременности , то есть в течение предплодного и плодного периодов. В третьей  группе – с 18-го дня (начало плодного периода).
На 21-й день, что соответствует окончанию физиологической беременности,  животные забивались, извлеченные пуповины помещались в 10% формалин. После фиксации измерялась длина пуповин и производилось взятие кусочков органа для гистологического исследования из двух участков: плацентарного и плодного. Приготовленные по общепринятым гистологическим методикам срезы окрашивались гематоксилином – эозином и по Ван - Гизону.  
Периметр пупочной вены измерялся при помощи программного обеспечения «Видео – Тест – Морфология», после чего рассчитывалась  суммарная площадь поперечного сечения вен каждой пуповины в плацентарном и плодном участке по формуле:   S = C2 / 4π, где С – периметр поперечного сечения                                                                  пупочной вены
Математическая обработка данных   производилась по критерию Стъюдента.
Результаты и их обсуждение:
При гистологическом описании срезов пуповины контрольной группы получена следующая картина. С плацентарного конца в 50% случаев пуповина покрыта амниотическим эпителием, состоящим из 2 – 3 слоев клеток уплощенной формы, наблюдается десквамация. Плодный участок пуповины не покрыт амнионом. Количество сосудов пуповины крыс варьирует. Однако чаще всего (87,5% случаев) и в плацентарном, и  в плодном участках обнаруживается одна артерия. Количество вен пуповины колеблется от 2 до 6, при этом вены отличались друг от друга по строению мышечной стенки: с нормально развитой мышечной стенкой и со слабым развитием мышечной стенки (синусоидальные вены). Состояние эндотелия и мышечной стенки вен обоих типов  нормальное.
Полученные данные свидетельствуют, что пуповина крыс имеет ряд видовых особенностей, в отличие от пуповины человека, которая с плацентарного конца покрыта однослойным эпителием, а к плодному количество слоев клеток возрастает до 2-3, пуповина крыс с плацентарного конца покрыта амниотическим эпителием, состоящим из 2-3 слоев клеток, плодный же участок пуповины совсем лишен эпителия. Пуповина человека в норме содержит 2 артерии и 1 вену в отличие от пуповины крыс, где количество сосудов может изменяться.
  Вартонов студень пуповины крыс представленный коллагеновыми волокнами и клетками гистиоцитарного ряда (фибробласты и фиброциты  с преобладанием первых), имеет компактно-губчатую структуру без признаков межуточного отека. В нескольких случаях  в периваскулярном пространстве выявлено слабовыраженное расширение ячей вартонова студня. В подамниотическом пространстве он имеет более компактную структуру. В единичном случае с плацентарного конца обнаружен лимфоплазмоцитарный инфильтрат.
Проведенное измерение длины пуповины и толщины плаценты плодов крыс выявило достоверное уменьшение первой и увеличение  второй при воздействии гипоксии на протяжении всей беременности.

Таблица 1.

Длина пуповины ,  толщина плаценты и сумма площадей вен пуповины   плодов крыс при гипобарической гипоксии с 1,13 и 18дней беременности.

Группы	Длина пуповины	Толщина плаценты	Сумма площадей вен пуповины
контроль	17,54± 0,79	6,22± 0,18	667243,4±76089
Гипоксия с 18дня беременности	17,61± 1,5	6,06± 0,82	807121,6±213668
Гипоксия с 13 дня беременности	15,51± 1,1	6,51± 0,18	743311,7±128882
Гипоксия с 1дня беременности	14,72± 0,64*	7,85± 0,18*	563381,5±149265

*   - достоверное отличие от контрольной группы, Р<0,05

Суммарная площадь поперечного сечения всех вен пуповины не отличалась от контроля ни в одной из исследованных групп. (таб.1)
Гистологическое исследование пуповин при кровопотере с 1 дня беременности показало  отсутствие амниотического эпителия   как с плодного, так и с плацентарного конца органа. В ряде случаев многослойный плоский эпителий определяется с плодного конца, при этом наблюдается сильная его десквамация, либо пуповина на обоих участках покрыта многослойным плоским ороговевающим эпителием. В плацентарном участке под эпителием обнаруживаются зачатки желез. Как отмечалось ранее в контроле пуповина с плацентарного конца покрыта амниотическим эпителием  в 2-3 слоя клеток, а с плодного конца лишена эпителия вообще.
В 62,5% пуповин выявлено наличие двух артерий, в остальных 37,5% - одной артерии. Отек мышечной стенки артерии наблюдается в 37,5% случаев.
Количество вен колеблется от одной до трех и в плодном, и в плацентарном участке. Очаговая десквамация наблюдается в 50% случаев, при чем чаще в плацентарном участке. Отек мышечной стенки сосуда обнаружен в 62,5% случаев.
Периваскулярный отек наблюдается в 25% случаев, в 37,5% случаев в околососудистом пространстве обнаружена инфильтрация эритроцитов. В пуповинах, где выявлена метаплазия амниотического эпителия (преобразование в ороговевающий), наблюдается большое количество капилляров как в плодном, так и в плацентарном участках.
      Исследование пуповин при воздействии гипоксии с 13 дня беременности показало, что в отличие предыдущей группы во всех случаях пуповина с плацентарного конца покрыта многослойным плоским эпителием. С плодного конца пуповины в 75% случаев не обнаружено амниотического эпителия, а в 25% - пуповина покрыта многослойным плоским эпителием, постепенно переходящим в ороговевающий.
Единственная артерия пуповины выявлена в 50% пуповин, в остальных случаях артерии не было ( в контроле выявлена 1 артерия, а при воздействии  на протяжении всей беременности 2 артерии). Во всех венах пуповин данной группы наблюдается очаговая десквамация клеток эндотелия.
Количество вен мышечного типа колеблется в плацентарном и плодном участках от одной до 5. Очаговая десквамация  эндотелиоцитов наблюдается во всех исследованных случаях (против 62,5% при воздействии с первого дня беременности), слабо выраженный отек мышечной стенки определяется лишь в одной вене мышечного типа.
Более часто (в 75% случаев против 25% при гипоксии с 1 дня) наблюдается периваскулярный отек, локализованный вокруг вен, тогда как структура вартонова студня вокруг артерий остается нормальной. В подамниотическом пространстве вартонова студня не наблюдается отека, в 25% случаев  выявлено очаговое склерозирование, характеризующееся наличием фиброцитов, окруженных большим количеством плотно расположенных коллагеновых волокон.   
    Амниотический эпителий  пуповин при воздействии гипоксии с 18 дня беременности так же как и в контрольной группе либо отсутствует, либо многослойный плоский эпителий постепенно переходит в ороговевающий, либо обнаруживается многослойный плоский эпителий без признаков ороговения.
Количество артерий колеблется от одной до двух.  Набухание эндотелиоцитов не выявлено  ни в одном случае, очаговая десквамация встречается в 50% случаев.  Так же в половине случаев наблюдается очаговая десквамация клеток эндотелия вен, слабовыраженный отек мышечной стенки – в 37,5 %. Количество синусоидальных вен колебалется от одной до трех. Отек периваскулярного пространства зафиксирован в 62,5% случаев. Вартонов студень в периваскулярном пространстве уплотнен по сравнению с контролем, склерозирование отмечено в 25% случаев.
Таким образом, при внутриутробной гипоксии от недостатка кислорода страдает вся система мать – плацента – плод, в том числе и пуповина о чем свидетельствует изменение как макроскопических, так и микроскопических параметров органа.
Утолщение плаценты при воздействии гипоксии на протяжении всей беременности, сопряженное с уменьшением длины пуповины свидетельствует  о расширении лакунарного пространства, составляющего основную массу органа, куда из маточных артерий изливается материнская кровь, а, следовательно, о гиперемии органа.. При этом оксигенированная кровь должна оттекать от плаценты с большей скоростью, поэтому возникает необходимость в интенсификации кровотока по пупочной вене. Укорочение пуповины, наблюдающееся при воздействии гипоксии с 1 дня беременности, означает и уменьшение длины сосудов пупочного канатика. Таким образом, за счет сокращения времени доставки крови, богатой кислородом, от плаценты к плоду по вене пуповины  повышается интенсивность фетоплацентарного кровообращения.
Гистологическая картина пуповин опытных групп свидетельствует о том, что в условиях гипоксии в пупочном канатике развиваются типичные реакции и, прежде всего, происходит повышение проницаемости сосудистой стенки, приводящее к экстраваскулярному отеку и диапедезным кровоизлияниям.[3,4] Повышение проницаемости сосудов происходит вследствие нарушения функционирования клеточных мембран при гипоксии. Кроме того, «молодые» сосуды   пуповины вообще обладают более высокой проницаемостью и легко повреждаются при различных воздействиях [1]. Следовательно, в сосудах пуповины имеются предпосылки для быстрого и даже стремительного выхода жидкости в интерстициальное пространство.
Именно такая реакция наблюдалась во всех опытных группах, причем степень выраженности и частота встречаемости периваскулярного отека зависят от продолжительности воздействия. При гипобарической гипоксии наиболее выраженное расширение щелей и ячей вартонова студня около сосудов наблюдается при воздействии гипоксии с 13 и 18 дней беременности, тогда как при воздействии с 1 дня беременности встречается достаточно редко, так как при действии гипоксии на протяжении всей беременности метаболические процессы протекают в условиях постоянного дефицита кислорода, а, следовательно, и энергии. Таким  образом, возникает своего рода адаптация к постоянно низкому уровню кислорода и отека периваскулярного пространства не происходит.
Отек околососудистого пространства (наиболее выраженный при гипоксии с 13 дня беременности) как правило, сопровождается отеком стенки пупочной вены мышечного типа, десквамацией ее эндотелия и инфильтрацией эритроцитов. Клетки эндотелия представляют собой наиболее лабильную систему, немедленно реагирующую на любое неблагоприятное воздействие, что проявляется в набухании клеток, а также в нарушении межклеточных контактов с последующей десквамацией эндотелиоцитов.
Что касается артерий пуповины, то отек их стенок наблюдался в незначительной степени лишь при воздействии с 1 дня беременности, тогда как десквамация  эндотелия встречалась достаточно часто во всех группах.
Таким образом, гипобарическая гипоксия вызывает в пуповине сходные изменения как при воздействии на протяжении всех эмбриональных периодов, так и предплодного и плодного или только плодного периодов.

Литература:
1. Тараховский М. Л., Цыпкун А. Г. Современные аспекты патогенеза гипоксии плода и новорожденного // Акушерство и гинекология. – 1982. №7. - C.11 – 13.
2. Федорова М. В. Патогенез гипоксии плода и асфиксии новорожденного // Акушерство и гинекология. – 1983. №1. - C. 12 – 15.
3. Крупицкая Л. И., Романова А. Н. Нарушение некоторых функциональных систем организма в результате острой экспериментальной гипоксии // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. – 1989. №5. - C. 42 – 44.
4. Савельева Г. А., Ченохин В. П., Павлова Т. А. Иммунохимический анализ состояния гематоэнцефалического барьера при острой гипоксии и асфиксии новорожденных // Акушерство и гинекология. – 1991. №2. -  C. 43 – 46.