Гистологические особенности поверхностных тканей передней брюшной стенки за пределами пластической деформации



Данная научная статья является фрагментом выполнения инициативной научно-исследовательской работы кафедры хирургии № 3 «Морфологические и функциональные нарушения органов и систем организма при острой и хронической хирургической патологии, оптимизация диагностики и лечебной тактики, прогнозирование, профилактика и лечение послеоперационных осложнений» (№ госрегистрации 0112U006302).

Введение. Каждая биологическая ткань имеет пластические свойства. Способность переносить пластические деформации — растягиваться или сокращаться. При одноосном линейном растяжении все волокнистые соединительнотканные структуры проходят несколько этапов деформации [6].

Деформативные свойства разных топографоанатомических областей отличаются своими биомеханическими характеристиками, что обусловлено особенностями гистоархитектоники тканей [4]. С точки зрения пластической хирургии огромное значение имеет свойство ткани растягиваться в пределах пластических характеристик, что приводит в послеоперационном периоде к равномерному распределению нагрузки на края операционной раны и равномерному растяжению кожно-жирового лоскута. Нормальные биомеханические соотношения в тканях способствуют улучшению микроциркуляции, тканей в послеоперационном периоде и, как следствие, уменьшению частоты раневых осложнений [2].

Гистотопографические исследования дают возможность оценить морфологические структурные особенности различных слоев дермы и гиподермы на стадиях физиологической и патологической деформации [1].

В доступной литературе встречается небольшое количество работ, посвященных морфологическим изменениям поверхностных тканей передней брюшной стенки (ПБС) в зависимости от действия разных величин напряжения [3, 6] и эти данные требуют уточнения, что и определило цель нашей работы.

Цель исследования. Изучить особенности нарушений гистоархитектоники поверхностных тканей передней брюшной стенки при деформациях за пределами пластических характеристик.

Материалы иметоды исследования. В основу работы положен анализ результатов гистотопографического исследования срезов поверхностных тканей ПБС 40 умерших не позднее 24 часов после смерти, в возрасте от 23 до 87 лет (52 ± 15,6 лет) 26 женщин и 14 мужчин. Перед проведением эксперимента документировали возраст, пол, отмечали наличие рубцов и других патологических образований на коже живота, их локализацию и размеры.

Для создания условий деформации, образцы ПБС придавали одноосному линейному растяжению на разрывной машине МРК-1. Точки изменения I, II и III фаз (малой, большой и терминальной деформации) определяли путем вычисления коэффициента увеличения напряжения (темпа роста) — относительную величину (выражается в мегапаскалях — МПа), характеризующий интенсивность изменения показателя за определенный промежуток времени по формуле:

По формуле E(i) = e(i)/e(i)-α, где E(i) — коэффициент увеличения напряжения в момент времени i; е(i) — напряжение в момент времени i, (МПа); e(i)-α — напряжение в предыдущий момент времени (МПа); расчитывали точки именения деформации (малой, большой и терминальной). За смену фаз считали переход от большего E(i) к меньшему.

По достижению деформативных параметров за пределами пластической (большая, терминальная) проводили гистологическое исследованием образцов кожи поверхностных тканей ПБС с помощью световой микроскопии. Образцы кожи 1х1 см фиксировали в 10 % растворе формалина в течение 48 часов. Затем после стандартной процедуры подготовки — погружали в парафиновые блоки, и делали срезы толщиной 7–8 мкм c дальнейшим окрашиванием гематоксилин-эозином или по Ван Гизону, с целью исследования структурных элементов тканей. Анализ материала проводили при увеличении 3.5-х — 60-х, с помощью исследовательского микроскопа МIH-8.

Проводили гистоморфологическую оценку слоев поверхностных тканей ПБС: эпидермиса, сосочкового и сетчатого слоев дермы, поверхностной фасции, с детальным описанием нарушений гистоструктуры.

Статистическую обработку данных проводили с помощью пакета прикладных программ «Statistica 10.0» for Windows. Сравнительный анализ в группах проводили с помощью использования непараметрических критериев.

Результаты иобсуждение. При помощи световой микроскопии на этапах деформации поверхностных тканей ПБС за пределами пластических параметров были выявлены следующие морфологические характеристики. Гистоструктурные изменения эпидермиса заключались в атрофии пласта многослойного эпителия разной степени выраженности с тенденцией к уменьшению количества кератиноцитов. Эпидермальные сосочки были неоднородными по размеру и форме. Нередко наблюдался вариабельный гиперкератоз и паракератоз. Межклеточные соединения выглядели плотными, признаки дескомплектации не проявлялись. В пласте располагались обособленные интраэпителиальные лимфоциты (рис 1-A).

Четкой границы между слоями дермы не наблюдалось, сосочковый слой ее выглядел нежно волокнистым, гомогенным, однородно эозинофильным. В поверхностных отделах сосочкового слоя дермы находилось избыточное количество капилляров, также встречались единичные сосуды синусоидального типа. Участки эпидермально-дермальных соединений была заполнены гомогенным аморфным веществом соединительнотканного матрикса (рис. 1-B).

Сетчатый слой дермы характеризовался неравномерной толщиной, чаще утонченный. Фасцикулярно-матричные взаимоотношения также были неодинаковыми, встречались зоны их плотного и рыхлого расположения.

Рис. 1. Послойная реконструкция кожно-жирового лоскута ПБС. Окраска по ван Гизону. Об.: х 10 Ок.: х 10. — Атрофия эпидермиса, размытое разделение дермы на слои, колагеновые волокна расположены беспорядочно (A). Утолщение и склероз дермы (B)

Коллагеновые волокна сетчатого слоя дермы располагались беспорядочно, были неоднородными по форме и размеру, с разной степенью эозинофилии; нередко встречались единичные слабобазофильные пучки. Часть коллагеновых пучков обладала чрезмерной фибриллярностью, разрыхляясь на отдельные микрофиламенты, в других случаях — наоборот, наблюдалась чрезмерная гомогенизация, подобная очаговому гиалинозу.

Придатки кожи были неравномерно атрофичны. Потовые железы располагались на границе дермы и гиподермы, с небольшим количеством ацинусов. Определялись единичные волосяные фолликулы и сальные железы.

Подкожная жировая ткань состояла из мономорфных уникулярних адипоцитов. Клетки были однородными по форме и размерам с упорядоченным расположением. Часто встречались зоны соединительной ткани, с очагами фиброза, склероза и ангиоматоза. Последние содержали скопления сосудов различного типа и диаметра с преобладанием синусоидальных капилляров. В сосудах большого калибра стенки были утолщенными, а просветы стенозированным и деформированными (рис. 2-B).

В зонах склероза жировой ткани на ее границе с поверхностной фасцией, наблюдались мелкие очаги некроза адипоцитов с воспалительной реакцией в виде скопления макрофагов с пенистой цитоплазмой гигантских, многоядерных клеток и лимфоцитов. Выявленные изменения жировой ткани были характерны для препаратов старших возрастных групп соответствовали гранулематозному воспалению с эволюцией в очаговый склероз (рис. 2-A).

Анализируя патоморфологические изменения поверхностной фасции выявлено, что она состоит из коллагеновых пучков практически одинаковых по форме и размерам, которые характеризовались умеренной и однородной еозинофильностью и степенью фибрилярности. Выявлялись единичные, утолщенные и гомогенные эозинофильные эластические волокна. Основное вещество было однородно эозинофильным, с незначительного объема. Определялись единичные лимфоциты с периваскулярным расположением.

Наблюдалась умеренная степень васкуляризации, без преобладания какого-либо типа сосудов. Коллагеновые пучки были разобщены множественными слоями рыхлой соединительной ткани либо увеличенным в объеме основным веществом. Они были не одинаковыми по форме и размеру с диффузно уменьшенной степенью целюлярности и незначительным количеством фибробластов, размещаясь хаотически. Наблюдались часто гипертрофированые волокна. Кроме этого, встречались пучки неоднородные по степени фибрилярности, плотности и гиалиноза.

Вместе с качественными нарушениями коллагенового компонента поверхностной фасции, были выявлены и ее количественные изменения, которые проявлялись в уменьшении общего числа коллагеновых пучков. И хотя основная масса промежуточного вещества и рыхлой соединительной ткани, занимали межфасцикулярные промежутки, количественно-качественные соотношения их были нарушены.

Рис 2. Гистотопографический срез ПБС. Окраска гематоксилин-эозин Об.: х 20: Ок.: х 10: Гранулематозное воспаление вокруг измененных адипоцитов (A). Склероз и аниоматоз подкожно-жировой клетчатки. Стеноз и деформация просветов сосудов. Склероз стенок сосудов (B)

Рис. 3. Гистотопографический срез ПБС. Поверхностная фасция. Дифузный склероз и гиалиноз. Беспорядочное расположение коллагенових волокон. Окраска гематоксилин-эозин. Об.: х 20: Ок.: х 10:

Обращало внимания также наличие патологической васкуляризации тканей. Так количество сосудов была значительно меньше нормы, они размещались неупорядоченно, группами, без преобладания какого-либо типа. Стенки сосудов имели обычный клеточный состав в срезах пациентов молодого возраст, и были значительно истончены у старших возрастных групп.

В некоторых сосудах среднего и мелкого калибра отмечались незначительный склероз и гиалиноз стенок, встречались единичные лимфоцитарные, периваскулярные инфильтраты. Иногда в зонах поверхностной фасции, наблюдался значительный склероз и гиалиноз соединительной ткани, выраженный ангиосклероз со выраженным стенозом просветов артерий. Местами окружающая соединительная ткань содержала диффузные мононуклеарные воспалительные инфильтраты (рис. 3).

Выводы.

1. В тканях всех поверхностных слоев ПБС наблюдались патоморфологические нарушения, которые проявляются в атрофически-склеротических изменениях кожи, подкожной жировой клетчатки, поверхностной фасции.
2. Прослеживается связь между характером и степенью выраженности изменений тканей различных слоев ПБС: степень атрофии эпидермиса и дермы кожи отвечает выраженности атрофии и заместительного склероза соединительной ткани поверхностной фасции.
3. Характер морфогистологических изменений за пределами пластической деформации, корелирует с особенностями микроструктурных изменений поверхностных слоев ПБС и влияет на биомеханические свойства поверхностных тканей.

Литература:

1. Вольный С. В. Клинико-морфологические особенности паховых грыж в свете нарушений коллагенового обмена: автореф. дис. на соискание ученой степени канд.мед. наук: спец. «Хирургия»/ С. В. Вольный. — М., 2010–36 с.
2. Иванов С. В. Особенности строения кожи и апоневроза у больных с вентральными грыжами / С. В. Иванов, Г. М. Сухов, И. С. Иванов [и др.] // Якутский медицинский журнал — 2014. — № 3 — С. 21–23.
3. Курек М. Ф. Сравнительная оценка и прогнозирование сократимости кожи эпи- и гипогастральной областей передней брюшной стенки / М. Ф. Курек, В. В. Аничкин // Проблемы здоровья и экологии. — 2008. — № 4 (18). — С. 69–74
4. Никитин В. Н. Возрастная и эволюционная биохимия коллагеновых структур / В. Н. Никитин, Е. С. Перский, Л. А. Утевская. — Киев: Наукова думка, 1977. — 297 с.
5. Федоров А. Е. О механических свойствах кожи человека / А. Е. Федоров, В. А. Самарцев, Т. А. Кириллова // Российский журнал биомеханики. — 2006. — Т. 10, № 2. — C. 29–42.
6. Bush J. A. Skin tension or skin compression? Small circular wounds are likely to shrink, not gape / J. A. Bush [et al.] // Journal of Plastic, Reconstructive and Aesthetic Surgery 2008. — Vol. 61, № 5. — P. 529–534
7. Sasik C. Characterization of skin morphology and mechanical properties: Variations across anatomical sites / C. Sasik [et al.] // Journal of the American Academy of Dermatology. — 2008. — Vol. 58, № 2. — P. AB28.