Микроциркуляция

В предыдущем разделе было показано, что по мере приближения к капиллярному руслу происходит редукция среднего (мышечного) и адвентициального слоев сосудистой стенки. Эта редукция на уровне капилляров выливается в трансформацию среднего слоя и разрыхление адвентициального. Мышечный слой заменяется здесь прерывистым слоем перицитов, заключенных в листки базальной мембраны. Такой план строения выдерживается вплоть до уровня коллекторных венул, имеющих диаметр 30—50 мкм и образующихся при слиянии посткапиллярных венул. В коллекторных венулах прерывистый слой перицитов становится непрерывным, появляется также сплошная оболочка из фибробластов (Rhodin, 1968). По мере увеличения диаметра коллекторных венул перициты заменяются сначала незрелыми гладкомышечными клетками, а затем сплошным слоем типичных гладкомышечных клеток. По данным Rhodin (1968), незрелые, или примитивные, гладкомышеч-ные клетки подобны перицитам, но отличаются от них тем, что обладают «собственной» базальной мембраной, т. е. не сливающейся с базальной мембраной эндотелия (полностью или частично). В них уменьшается также количество свободных рибосом и элементов шероховатого ретикулума, увеличивается число микрофибриллярных элементов, появляются «полудесмо-сомы» (локальные уплотнения под плазмолеммой), и эти клетки значительно чаще контактируют друг с другом и перицитами. Отростки у них не менее развиты, чем у перицитов. Как перициты, так и гладкомышечные клетки, зрелые и незрелые, образуют контакты с эндотелием за счет собственных отростков, перфорирующих базальную мембрану, или за счет отростков эндотелиальных клеток.

Использование методики косвенного определения просвета .анастомозов, которые автор называет артериоло-венулярными, путем внутриартериального введения калиброванных гранул и обнаружение их в венах показало, что у собак через сосуды селезенки и легких проходят гранулы диаметром 370—390 мкм, а через сосуды печени — до 180 мкм (Prinzmetal е. а., 1948). Аналогичным способом было найдено, что диаметр анастомозов в ухе кролика составляет около 60 мкм (Rondell е. а., 1955). 'Согласно наблюдениям В. В. Куприянова (1969), следует различать типичные артериоло-венулярные анастомозы (шунты), ло которым протекает артериальная кровь, и атипичные анастомозы (полушунты), несущие смешанную кровь. Обе эти группы могут характеризоваться постоянным и регулируемым кровотоком.

Большие возможности для биомикроскопических исследований создает интравитальный микроскоп, выпущенный фирмой Лейтца (ФРГ). Микроскоп предназначен для прижизненного изучения топографии, структуры и функции капиллярного ложа различных тканей и органов. При помощи этого прибора возможно изучение влияния патогенных факторов и фармакологических препаратов на нормальные микрососуды.
С помощью интравитального микроскопа были проведены наблюдения по изучению микроциркуляции и функции поджелудочной железы (Heisig, 1967), исследовано поведение клеток кРови при прохождении через капилляр, явление агрегации эритроцитов (Branemark, 1964), а также формирование гранул в эндотелии сосудов после воздействия на кожу химическими рентами и ультрафиолетового облучения (Schumann, 1964, *969). Для исследования микроциркуЛЯцПИ в непрозрачных объектах применяют также бинокулярный стереомикроскоп Лейтца, одновременно используя при этом освещение по методу кварцевого стержня. Таким методом удалось установить особенности кровоснабжения островков Лангерганса в поджелудочной железе мышей (Bunnag е. а., 1964), выявить строение лимфатических сосудов селезенки крыс (Godart, Hamilton, 1964), подробно изучить динамику гломерулонефрита у лягушки после введения антпсывороткп к почечной ткани (Oestermeyer, 1967). Особенностью наблюдения при помощи стереомикроскопа является то, что изображение получается объемным; это позволяет получить представление о расположении изучаемых структур по отношению друг к другу.

Вторая группа методик включает исследования микроциркуляции, выполненные в отраженном свете. Сюда относятся работы на таких объектах, как микрососуды кожи, слизистых оболочек, внутренних полостей тела и органов. Эта группа методик используется для изучения микроциркуляции у человека капилляроскопия ногтевого ложа (А. Н. Нестеров, 1929 В. А. Русинов, 1966; Lombard, 1912; О. Muller, 1921; Ricker, 1924 Vonwiller, 1927; Heimberger, 1927; Davis, 1955; Illig, 1961) исследования микрососудов бульбоконъюнктивы (Ree, 1950 Graffin e. a., 1953; Bloch, 1954; Harders, 1958; Ditzel и др., 1967; Wells, Edgerton, 1967; Davis, 1972), слизистых оболочек рта (Harders, 1964) и носа (Nauman, 1961).
В 1963 г. был сконструирован специальный «гиподермиче-ский микроскоп», который предназначен для исследования микрососудов глубоких слоев кожи (Long е. а.). В микроскопе использовап принцип отраженного света, проходящего через волоконную оптику, заключенную в пункционной канюле.

Этот метод также может быть отнесен к инъекционному, поскольку для его выполнения необходимо введение в сосудистое русло различных контрастных веществ € последующей рентгенографией. Рентгеномикроангиография может применяться не только в условиях эксперимента, но и в клинике. «Разрешающая» способность инъекционной методики зависит от свойств вводимого вещества, от его способности проникать в мельчайшие сосуды и капилляры и от способа анализа полученных препаратов. Наливка сосудов пизкомолекулярпыми красителями, легко проникающими в терминальные отделы кровеносного русла, и последующее просматривание полученных препаратов под микроскопом позволяют изучать микрососудистое ложе до капилляров включительно. При введении контрастных веществ не происходит заполнения мельчайших сосудов, а последующее просматривание микроаигиограмм при сравнительно небольших увеличениях фотоувеличителя, диапроектора и стереомикроскопов МБС-1 или МБС-2 не позволяет получить большего разрешения, чем 150 мкм. Следовательно, микроапгио-графия выявляет сравнительно крупные микрососуды и не дает представления о состоянии капилляров, поскольку контрастные вещества через артериоло-венулярные анастомозы минуют капиллярную сеть.

Инъекционная техника была применена для изучения сосудистого русла опухолей у животных. При этом использовали пластмассы, тушь, цветные и контрастные массы с последующим просветлением или микрорентгенографией (Н. В. Крылова, 1972; Scheid, 1961). Сравнение гистологических препаратов с тангенциальными срезами препаратов, полученных инъекционной техникой, позволило выявить топографические особенности капилляров сосудистой оболочки и сетчатки глаза (Podesta, UI-lerich, 1961). Материал из силикона также находит применение для выявления микроциркуляторного ложа, ибо он позволяет определить отношение сосудов к окружающим тканям и органам (Sobin е. а., 1964). Инъекционной техникой при введении подкрашенного желатина на тотальных препаратах почки человека были обнаружены различные типы капилляров (Hammersen, 1961). Подкрашенная желатина была применена также для изучения внутридолькового кровотока в печени собак (М. С. Арбузова, 1972). Использование метиленового синего, введенного внутривенпо мышам, позволило выявить топографические особенности кровеносного русла гипофиза (Worthington, 1964). Введение различных красителей для изучения особенностей строения лимфатических сосудов было осуществлено во время биомикроскопии селезенки. При этом красители (патентный синий, трипановый синий) вводили в паренхиму селезепки и наблюдали проникновение их в лимфатические сосуды (Godast, Hamilton, 1964).

В наших предшествующих исследованиях (А. М. Чернух и* и др., 1970) при изучении действия гистамина на микрососуды брыжейки была обнаружена реакция «просветления» и даже «исчезновения» микрососудов. Этот феномен обусловлен резким уменьшением кровенаполнения микрососудов и зависит от применяемой дозы гистамина.
На рис. 21 представлены фотографии микрососудов брыжейки до и после апплнкаци гистамина в дозе 100 мкг. Видно, что после воздействия гистамином кровоток сохранился только в крупной венуле (диаметр около 80 мкм), но кровенаполнение в ней уменьшилось, о чем свидетельствует увеличение пристеночного слоя плазмы. В то же время другие микрососуды (диаметр около 20 мкм), видимые на верхней фотографии, «исчезли», сохранилось только очертание их. «Исчезновение» микрососудов обусловлено резким уменьшением их оптической плотности, ибо сосуды не содержат эритроцитов и заполнены плазмой. Методика прижизненной регистрации кровенаполнения была применена для количественной характеристики этой реакции на гистамин. Проведенные измерения показали, что реакция артериолы диаметром 40 мк на аппликацию 100 мкг гистамина возникает через 1—3 с. В поле зрения микроскопа при этом можно наблюдать резкое просветление микрососуда, замедление кровотока и снижение кровенаполнения. Затем кровоток восстанавливается. Эта реакция представлена в виде записи оптической плотности на рис. 22. Исходная величина кровенаполнения принята за 100%. В связи с тем что «просветление» сосуда, отражающее снижение кровенаполнения, дает уменьшение оптической плотности и увеличение сигнала на фотоумножителе, кривая на нашем рисунке повернута на 180° вокруг оси для того, чтобы сохранить наглядность восприятия и добиться однонаправленности изменений величины электрического сигнала и кровенаполнения.

Важнейшим звеном кровеносного русла является система капилляров, в которых реализуется основное назначение кровообращения — обеспечение органов и тканей всеми веществами, необходимыми для жизнедеятельности. Магистральные кровеносные сосуды осуществляют доставку этих веществ до места назначения, а в системе капилляров реализуется переход их в ткани и одновременно извлечение из тканей продуктов распада, т. е. происходит транскапиллярный обмен, который обеспечивается специфической проницаемостью капилляров. Следует подчеркнуть, что под транскапиллярным обменом подразумевают переход через капиллярную стенку веществ (газы, жидкости, соли, белки, липиды и т. д.). Однако через капиллярную стенку происходит и диапедез, т. е. проникновение форменных элементов крови. Проницаемость стенки капилляров, т. е. свойство ее избирательно пропускать различные вещества и даже форменные элементы крови в соответствии с условиями го-меокинеза данной ткани и органа, сложное явление. Оно зависит не только от ультраструктурных особенностей стенки капилляра, от величины гидростатического давления крови и коллоидно-осмотического давления плазмы, но и от скорости кровотока, от состояния фибринолитической системы крови, от величины и формы молекул вещества, от количественного соотношения местных факторов проницаемости (гистамин, серото-нин, брадикпнин, катехоламины, гиалуронидаза и т. д.). Таким образом, в регуляции проницаемости капилляров участвуют внесосудистые, стеночные и внутрисосудистые факторы, число которых достигает нескольких десятков. Особенности участия раз яичных факторов в механизмах проницаемости капилляров будут рассмотрены в последующих главах.
Перейдем к изложепию некоторых методов изучения проницаемости капилляров.

Классический метод, а именно просвечивающая ЭМ ультратонких срезов, остается пока основным методом изучения ультраструктуры кровеносных сосудов. Детали этого метода подробно описаны в руководствах по электронной микроскопии. Для исследований по микроциркуляции разработан специальный метод «топографической электронной микроскопии» (Rhodin, 1967). Задача метода — направленное изучение определенных отделов микрососудистой сети. Это достигается сочетанием прижизненной световой микроскопии с ЭМ. При интра-витальном исследовании сосудов определяется направление кровотока в микрососудах, идентифицируются отделы (мелкие артерии — артериолы — прекапиллярные сфинктеры — капилляры — венулы — мелкие вены — шунты). Изученные таким образом сосуды фиксируют на месте осмиевым фиксатором, мгновенно останавливающим кровоток, обезвоживают обычным способом и только после этого участок ткани вырезают и заключают в эпоксидную смолу. Полученную пластинку с заключенной в ней тканью под контролем препаративного микроскопа разрезают на подходящие блоки (1X1 мм), которые нумеруют, приклеивают к цилиндрическим блокам и ультратомируют. Срезы изучают в электронном микроскопе. Важным элементом методики является идентификация участков микрососудистой сети на всех этапах подготовки материала. Для этого производят фоторегистрацию выбранного участка до фиксации, после фиксации и обезвоживания, после разрезания на блоки, что позволяет точно соотнести каждый блок с общей картиной сосудистой сети. Ясно, что для такого способа изучения подходят лишь такие органы и ткани, которые можно исследовать в интрави-тальном микроскопе и которые можно фиксировать на месте (без механических смещений).

Общим свойством индикаторных веществ или электронно-микроскопических меток является то, что они видны под электронным микроскопом (в отличие от собственных компонентов плазмы). Большинство меток можно непосредственно наблюдать при электронномикроскопическом исследовании, а для «проявления» других используют дополнительные обработки.
Ко всем индикаторным веществам относится требование малой токсичности и максимальной индифферентности. Очевидно, что этому требованию в полной мере могут удовлетворить лишь собственные компоненты плазмы и тканевой жидкости. В настоящее время имеется реальная возможность использовать в качестве меток собственные белки плазмы, выявляя их в срезах с помощью специфических антител, связанных с тяжелыми металлами, например с ртутью (Рере, 1961), или с белком ферри-тином, давно используемым для ультраструктурной локализации антигенов. В будущем, вероятно, эта возможность будет реализована. Пока же в качестве меток используются главным образом инородные для организма вещества, которые в силу этого не могут быть абсолютно индифферентными. Поэтому требование индифферентности в данном случае суживается до требования применения индикатора в дозах, не вызывающих общего токсического действия и не влияющих прямо или опосредованно на сосуды. В таком виде требование распространяется и на те индикаторы, которые обычно содержатся в плазме, но в низких концентрациях (гемоглобин, миоглобин, ферритин).