На организм человека, в том числе на организацию лимфотока в лимфатическом русле, влияют многочисленные факторы внешней среды, в том числе инфразвук. Источниками инфразвука являются шум транспорта, особенно грузового и железнодорожного транспорта, а также громкая ритмичная музыка с использованием ударных инструментов. Известно, что инфразвук оказывает неблагоприятное воздействие на нервную и сердечно-сосудистую систему, изменяя строение сосудистой стенки [1]. Лимфатическая система является частью сердечно-сосудистой системы и также подвержена воздействию неблагоприятных факторов среды, а стенки и клапаны лимфатических сосудов участвуют в обеспечении активного лимфотока и ограничивают обратный ток лимфы. Лимфатические сосуды тесно связанны с лимфатическими узлами, и нарушения лимфотока приводят к нарушениям функциональной активности лимфоузлов [2].
В литературе имеются сведения об изменении строения сосудистой стенки лимфатических узлов под воздействием инфразвука [1], но исследование проводилось на крупных лимфатических структурах лимфатического русла лабораторных животных (грудной проток и поясничные стволы). В то же время состояние сосудистой стенки и функциональная полноценность афферентных лимфатических сосудов лимфоузлов различной локализации оказывают очень большое влияние на их структурно-функциональную активность [2]. Так, выявлена тесная взаимосвязь между стромой лимфатических узлов и лимфо- и иммунопоэтической функцией лимфоузлов в процессе адаптации к физическим нагрузкам [3, 4]. Повреждения капсулы и системы синусов лимфатических узлов после интенсивных физических нагрузок сходны с изменениями, выявленными в строме узлов после воздействия инфразвука [5, 6, 7]. Строение афферентных лимфатических сосудов лимфатических узлов различной локализации под воздействием инфразвука изучено недостаточно. Таким образом, строение стенки афферентных лимфатических сосудов соматических и висцеральных лимфатических узлов после воздействия инфразвука представляет большой научно-практический интерес.
Соматические и висцеральные лимфатические сосуды имеют ряд отличий. Для соматических сосудов характерна более толстая стенка с хорошо развитой мышечной манжеткой, состоящей из нескольких слоев миоцитов. Висцеральные лимфатические сосуды имеют менее развитый мышечный слой, мышечные пучки идут косопоперечно или косопродольно, а содержание миоцитов в сосудистой стенке меньше. Клапаны на протяжении висцеральных лимфатических сосудов обычно размещены реже, что приводит к удлинению лимфангионов [8]. Толщина мышечного слоя лимфангионов, количество и распределение миоцитов в них также зависят от видовых особенностей. Так, у мелких грызунов, которые чаще всего используются для проведения опытов, в соматических лимфатических сосудах мышечная манжетка лимфангионов обычно имеет 3 слоя миоцитов, состоящих из пучков с преимущественно поперечной или спиральной ориентацией. Висцеральные сосуды заметно беднее миоцитами, а в брыжеечных лимфатических сосудах белых крыс мышечная манжетка наименее развита [8].
Целью работы явилось изучение воздействия инфразвука на строение афферентных лимфатических сосудов подколенных и брыжеечных лимфатических узлов белых крыс.
Материал и методы исследования. Изучалось строение лимфатических сосудов соматических и висцеральных лимфатических узлов беспородных белых крыс-самцов в возрасте 3 месяцев. Подопытная группа составила 30 животных, которых на протяжении четырех недель ежедневно подвергали воздействию инфразвука. Животных помещали в звукоизолированную камеру на 3 ч в день; источником инфразвука являлся генератор инфразвука с частотой 16 Гц и интенсивностью 100 дБ. Контрольную группу составляли 10 крыс-самцов того же возраста, которых на такое же время помещали в аналогичную камеру, но не подвергали воздействию инфразвука. Исследование выполнено на базе Санкт-Петербургской государственной медицинской академии им. И.И. Мечникова.
Изучалось строение афферентных лимфатических сосудов брыжеечных и подколенных лимфатических узлов через 2 и 4 недели после воздействия инфразвука. Лимфатические сосуды, связанные с этими группами лимфоузлов, хорошо доступны для изготовления тотальных препаратов, необходимых для оценки формы лимфангионов и положения их клапанов. Тотальные препараты лимфатических сосудов окрашивали галлоцианин-хромовыми квасцами по Эйнарсону, а гистологические срезы – гематоксилин-эозином, пикрофуксином по Ван Гизону и азаном по Гейденгайну. Проводили морфометрическое исследование и подсчет миоцитов в мышечных манжетках лимфангионов. Сравнивали реакции, протекающие под воздействием инфразвука в подколенных (соматических) и брыжеечных (висцеральных) лимфатических сосудах.
Результаты исследования и их обсуждение. У контрольных животных на тотальных препаратах лимфатические сосуды имеют четкообразную форму (рис. 1). В афферентных лимфатических сосудах подколенных лимфоузлов лимфангионы обычно имеют эллипсовидную форму, створки клапанов расположены друг против друга и полностью перекрывают просвет сосуда при сокращении (рис. 2). Мышечная манжетка лимфангионов состоит из двух хорошо выраженных слоев, иногда встречаются одиночные миоциты в адвентиции. Наружный слой миоцитов хорошо развит, образован поперечными или косопоперечными мышечными пучками, которые четко видны на всем протяжении.
Рис. 1. Брыжеечный лимфатический сосуд контрольной крысы.
Тотальный препарат, галлоцианин, ув. х 50
Рис. 2. Лимфангион подколенного лимфатического сосуда контрольной крысы.
Тотальный препарат, галлоцианин, ув. х 200
Внутренний слой выражен слабее, здесь мышечные пучки короткие, разреженные, имеют более продольную ориентацию. В афферентных лимфатических сосудах брыжеечных лимфоузлов лимфангионы имеют разную длину, но преобладают длинные лимфангионы; ширина их просвета также варьирует, что зависит от функционального состояния лимфангионов. Мышечная манжетка развита слабее, а стенка лимфангионов тоньше. В мышечной манжетке развит мышечный слой с косопоперечным положением мышечных пучков, сами пучки тоньше, формирующие их миоциты лежат более разрозненно. Внутренний слой также определяется, но здесь миоциты имеют более пологое положение и лежат разрозненно, группируясь в более короткие пучки.
Толщину стенки лимфатических сосудов обеспечивают не только миоциты, концентрирующиеся в основном в центральных отделах лимфангионов, но и соединительнотканные структуры. Коллагеновые волокна стенки сосуда хорошо выражены, группируются в пучки, расположенные преимущественно в косом направлении – косопродольном и косопоперечном. Коллагеновые волокна не очень плотно прилегают друг к другу, идут, извиваясь, а их пучки образуют выраженные складки. Косое положение и извилистый ход коллагеновых волокон, а также складчатая форма их пучков позволяют лимфангионам легко растягиваться в поперечном и продольном направлении в зависимости от функционального состояния сосуда. Эластические волокна также хорошо представлены в стенке лимфатического сосуда, здесь они расположены в косом направлении и под углом друг к другу, образуя сетевидную структуру. При растяжении лимфангиона размер ячеек его эластической сети увеличивается, а при сокращении сеть становится мелкопетлистой. Косое положение волокон не препятствует изменению объема лимфангиона.
Через 2 недели после воздействия инфразвука наблюдается расширение просвета подколенных и брыжеечных лимфатических сосудов в 1,5–2 раза, причем в брыжеечных сосудах расширенных лимфангионов встречается больше, что, вероятно, объясняется их более тонкой стенкой [8]. Лимфангионы начинают терять свою эллипсовидную форму в результате расширения их клапанных частей. Часть лимфангионов, особенно в брыжеечных узлах, становится равномерно расширенной, приобретая бочкообразную форму. В расширенных лимфангионах меняется строение сосудистой стенки. В мышечной манжетке уменьшается количество мышечных пучков с поперечной ориентацией, возрастает количество продольно ориентированных клеток. При этом в центральных отделах лимфангионов брыжеечных сосудов миоциты расположены разрозненно, почти не группируясь в мышечные пучки; в подколенных сосудах пучки миоцитов в мышечных манжетках сохранены, но лежат разрозненно и приобретают более пологое направление. Однако количество миоцитов во всех сосудах достоверно не отличается от данных контроля.
Структура миоцитов также меняется: они выглядят набухшими, утолщенными, особенно в центральной своей части, их цитоплазма просветлена. Ядра миоцитов укорачиваются, но заметно утолщены, приобретая овальную или округлую форму, тогда как в норме ядра миоцитов вытянутые, веретеновидные или палочковидные. При этом измененные миоциты определяются только в расширенных, растянутых участках лимфатического сосуда. Наряду с деформированными лимфангионами у подопытных животных встречаются и неизмененные участки лимфатического русла; в таких лимфангионах форма миоцитов не меняется.
Коллагеновые волокна стенки лимфатических сосудов утолщаются и несколько меняют свое направление: количество косо расположенных коллагеновых пучков уменьшается, но возрастает число пучков с продольной или поперечной ориентацией. В некоторых лимфангионах встречаются стяжки, появляющиеся обычно на одной стороне на фоне утолщенного участка сосуда с увеличенным просветом (рис. 3).
Рис. 3. Брыжеечный лимфатический сосуд подопытной крысы, 2 недели после воздействия инфразвука. Тотальный препарат, галлоцианин, ув. х 100
Меняется и эластический каркас стенки лимфатических сосудов: сеть эластических волокон становится растянутой, крупноячеистой, а в некоторых участках она вовсе теряет свою конфигурацию, распадаясь на отдельные неупорядченно расположенные волокна. В неизмененных лимфангионах, сохранивших строение своей стенки, ширина просвета может быть незначительно увеличенной или не отличаться от контрольных показателей. Структура соединительнотканного каркаса стенки в таких лимфангионах не меняется. Выявленные изменения встречаются в лимфатических сосудах и подколенных, и брыжеечных лимфоузлов.
Таким образом, через 2 недели после воздействия инфразвука в афферентных лимфатических сосудах подколенных и брыжеечных лимфатических узлов определяются однотипные изменения, связанные, прежде всего, с явлениями отека и лимфостаза, которые проявляются в заметном расширении просвета большей части лимфангионов и нарушениях строения активной части лимфангионов – мышечных манжеток.
Через 4 недели после воздействия инфразвука сохраняется расширение подколенных и брыжеечных лимфатических сосудов. При этом расширенные участки лимфатических сосудов имеют цилиндрическую форму, их диаметр одинаков на всем протяжении лимфангиона – и в центральной, и в клапанной его части. В результате расположенные друг за другом расширенные лимфангионы выглядят как трубка, имеющая одинаковый диаметр на всем своем протяжении (рис. 4).
Рис. 4. Подколенный лимфатический сосуд подопытной крысы, 4 недели после воздействия инфразвука. Тотальный препарат, галлоцианин, ув. х 100
Рис. 5. Брыжеечный лимфатический сосуд подопытной крысы, 4 недели после воздействия инфразвука. Тотальный препарат, галлоцианин, ув. х 100
Группы расширенных, окончательно утративших эллипсовидную форму лимфангионов чередуются с резко суженными участками лимфатического сосуда, имеющими выраженную деформацию стенки (рис. 5). Такие суженные участки лимфатического сосуда часто идут с изгибами или имеют извилистую, спиралевидную форму. В суженных, деформированных участках лимфатического сосуда происходит смещение створок клапанов, разделяющих лимфангионы, в результате чего створки клапанов не могут соприкасаться при смыкании и не способны полностью перекрыть просвет сосуда, что сопровождается серьезным нарушением лимфотока. Такие изменения наблюдаются и в соматических, и в висцеральных лимфатических сосудах, но в брыжеечных лимфатических сосудах деформация лимфангионов более выражена. Здесь брыжеечные лимфатические узлы у крыс образуют цепочку, идущую вдоль кровеносных сосудов, а лимфатические сосуды соединяют узлы, располагаясь между ними, и создается впечатление, что деформированы все участки лимфатических сосудов в той или иной степени. Большая часть лимфангионов расширена, причем в разной степени – наряду с цилиндрическими по форме лимфангионами встречаются и бочкообразные; некоторые лимфангионы сохраняют эллипсовидную форму, расширяясь в центральной части.
В расширенных деформированных лимфангионах наблюдается заметное снижение содержания миоцитов – в среднем на 25–30%, хотя и в брыжеечных, и в подколенных сосудах количество миоцитов в лимфангионах сильно варьирует. Поперечные пучки миоцитов в таких лимфангионах практически не встречаются. В лимфангионах подколенных лимфатических сосудов миоциты идут в продольном или косопродольном направлении, пучки их значительно разрежены, заметно укорачиваются и могут располагаться в один ряд. В брыжеечных лимфатических сосудах миоциты в мышечной манжетке деформированных лимфангионов образуют небольшие группы клеток, ориентированных в разных направлениях, в основном – продольно или косопродольно. В брыжеечных сосудах миоциты лежат разрозненно, мышечных пучков практически не образуют, ориентированы в разных направлениях. В подколенных лимфатических сосудах в деформированных лимфангионах в этот срок исследования всегда можно выделить один, а иногда даже два слоя миоцитов, состоящих из мышечных пучков, ориентированных обычно в косопродольном направлении (хотя мышечные пучки тонкие и короткие). Миоциты в лимфангионах набухшие, как и в предыдущий срок исследования; имеют вытянутую овальную форму вместо веретеновидной, с просветленной цитоплазмой. Ядра набухших, деформированных миоцитов имеют округлую форму. В центральной части растянутых, деформированных лимфангионов наблюдается инфильтрация сосудистой стенки малыми лимфоцитами. Лимфоидная инфильтрация стенок лимфангионов выявляется и в подколенных, и в брыжеечных лимфатических сосудах.
В стенке лимфатических сосудов обеих локализаций заметны утолщение и уплотнение пучков коллагеновых волокон, которые разделяют миоциты в мышечной манжетке на отдельные группы. Коллагеновые волокна стенки лимфатического сосуда теряют свою извилистость и заметно утолщаются. Пучки коллагеновых волокон также становятся заметно толще, чем в контроле. В подколенных лимфатических сосудах утолщение самих волокон и их пучков выражено сильнее, здесь утолщенные коллагеновые пучки иногда приобретают лентовидную форму. Прямые и плотные коллагеновые пучки идут в продольном и реже – в поперечном направлении, косые пучки коллагеновых волокон совсем исчезают. Складчатость коллагеновых пучков, которая всегда выявляется в контроле и обеспечивает способность лимфангиона к растяжению, в деформированных лимфангионах в этот срок полностью исчезает. Сеть эластических волокон в стенке лимфатических сосудов по-прежнему растянута и резко деформируется, в результате чего теряет свою конфигурацию и распадается на отдельно лежащие волокна.
Таким образом, через 4 недели после воздействия инфразвука в афферентных лимфатических сосудах подколенных и брыжеечных лимфатических узлов определяется прогрессирующий отек, который сопровождается заметной деформацией лимфангионов, приводящей к смещению створок клапанов. Выражены фиброз сосудистой стенки и потеря ее эластичности. Резко выражена деформация мышечных манжеток лимфангионов, протекающая на фоне существенного уменьшения численности миоцитов и деструктивных изменений в них.
Заключение. Таким образом, шумы окружающей среды, частью которых является инфразвук, оказывают неблагоприятное влияние на организацию лимфотока в соматических и висцеральных лимфатических сосудах. На ранних сроках исследования выявляется отек лимфатических сосудов, не сопровождающийся заметной деформацией сосудистой стенки. На более поздних сроках исследования явления нарастающего отека сопровождаются значительной деформацией сосудистой стенки и ее нарастающим фиброзом, приводящим к выраженной деформации лимфангионов. Выраженная деформация сосудистой стенки проявляется в чередовании заметно расширенных, цилиндрических по форме лимфангионов с резко суженными сегментами лимфатического сосуда. Локальный спазм некоторых лимфангионов может быть результатом повышенного тонуса симпатической системы, вызванного воздействием инфразвука [1].
Деформация лимфангионов сопровождается смещением створок клапанов лимфатического сосуда, которые теряют способность к смыканию при сокращении лимфангиона. Деформированные клапаны не способны перекрыть просвет сосуда, что ведет к заметной функциональной недостаточности лимфатического сосуда – усилению обратного лимфотока, который сопровождается лимфостазом и отеком. В результате в деформированных участках лимфатических сосудов имеет место только пассивный лимфоток. Деструктивные изменения в большей степени выражены в брыжеечных лимфатических узлах, что обусловлено более тонкой стенкой и меньшим содержанием миоцитов в ней.
В резко расширенных лимфангионах на поздних сроках исследования заметно снижено содержание миоцитов в мышечных манжетках лимфангионов; меняется направление мышечных пучков. На протяжении всего эксперимента наблюдаются деструктивные изменения миоцитов. Выявленные изменения приводят к заметным нарушениям сократительной активности лимфангионов, которые сопровождаются лимфостазом. На поздних сроках исследования отмечается лимфоидная инфильтрация мышечных манжеток лимфангионов, что объясняется повышением проницаемости сосудистой стенки, возникающей в результате деструктивных процессов, протекающих в ней [9].
Выраженная неравномерность просвета лимфатических сосудов, деформация клапанов, деструктивные изменения в сосудистой стенке и в мышечных манжетках лимфангионов, а также уменьшение содержания миоцитов, выявленные через 4 недели после воздействия инфразвука, могут привести к лимфостазу и полному выключению из лимфотока поврежденного сегмента лимфатического русла.