Возрастная морфология мышц гортани человека

Гортань выполняет такие жизненно важные функции, как дыхательная, голосообразующая, защитная и изучается с разных позиций: физиологических, гистологических, анатомических, клинических. Она подвержена многим заболеваниям: туберкулез гортани (Ф.И.Чумаков 2001), поражение гортани при вторичном сифилисе кожи и слизистых оболочек (Ю.П.Федоров, В. А. Гребенникова, В. К. Ометов и др., 2002), сосудистые опухоли гортани у детей (Ю.Л.Солдатский, Ю. В. Стрыгина, Е. К. Онуфриева, А. П. Тихоненкова, 2003), инородные тела в гортани (Ю.Л. Солдатский, Е. К. Онуфриева, Н. В. Щепин, 1999). Активно разрабатываются в последнее время новые методы лечения заболеваний гортани (Г.Ф. Иванченко, 1998; В. П. Цуриков, C.B. Иванов, 1998; Э. А. Цветков, И. А. Фадеева, 1999).

Использование новых методических подходов для общего обезболивания при оперативном лечении многих заболеваний требует знания топогра-фо-анатомических особенностей дыхательных путей и гортани, в частности (Р.Г.Анютин, М. В. Лукьянов, С. С. Егиян, 2002).

Морфологичесим ислледованиям посвящен ряд работ: А. С. Рахметова, (1971) — Н. Е. Сабельникова, В. М. Чучкова, В. С. Шумилова (2001) — И. В. Шевчука, (1998) — G. Engelman, G. Leutert, (1989) — M. Fischer, B. Tillmann, (1991) — Silvia Neto Ismaela et all, (1992) — Е. И. Потоцкая, (1999) — О. А. Корнейчук, В. С. Шумилова, В. В. Шилкина (2002), в которых описано развитие хрящей гортани в возрастном аспекте, функциональная морфология желез слизистой оболочки гортани, изучены ферментоактивные зоны нейро-мышечных синапсов в отдельных мышцах гортани. Вопросы, касающиеся иннервации гортани, достаточно активно изучаются на протяжении последних пятидесяти лет (М.С.Грачева, 1953; В. К. Давыдов, 1975; L. Traissac, 1987; Г. К. Игнатьев, 1989; Г. К. Игнатьев, 1994; V. Kapur, R.K.Suri, B. Swaran, I. Bahe, 1990; P. Brunet, B. Volet, P. Jirounek, 1991; Н. А. Огнерубов, А. В. Черных, Ю. В. Малеев, В. У. Савенок, Э. В. Савенок, 1999; А. М. Гуллыева, 1990) и посвящены изучению морфологии и гистохимии рецепторного аппарата, становлению иннервации гортани в пренатальном онтогенезе и миелинизации гортанных нервов. Это обусловлено тем, что врачи часто сталкиваются с патологией гортани, при которой страдает нервно-мышечный аппарат (Л.П.Щибчик, 1997; А.Н.СатрЬеП, Н. Мез^г, Я. Р1егсе, 1990; Ь.Р.11апс1а11, Р. ЯоЬе11, 1991; Я.М.КеПтап, О. АХеороМ, 1982).

Выполнение функций гортани зависят от нормального функционирования мышц, на что в свою очередь влияют многие факторы как эндогенные, так и экзогенные. Отмечено, например, что женская гортань является гормо-нозависимым органом. Было установлено, что у певиц в различные периоды месячного цикла появляются нарушения голоса вследствие пониженного тонуса внутренних мышц гортани (С.И.Чернобельский, 2002).

От хорошо поставленного голоса, ясной и правильной речи в значительной мере зависит как социальное, так и профессиональное благополучие человека. Использование голоса в профессиональной деятельности у лиц речевых профессий создает особые условия работы голосо-речевого аппарата. Неправильное «пользование» гортанью может так же приводить к патологии. Узелки голосовых связок являются типичным профессиональным заболеванием голосового аппарата у вокалистов и лиц речевых профессий (О.Г.Павлихин, 2002; С. И. Чернобельский, 2002).

Несмотря на то, что в последние годы гортань исследуется и с морфологических позиций, но и на сегодняшний день недостаточно изучены гисто-и иммуногистохимические характеристики мышц гортани, их становление в пренатальном онтогенезе и в разные возрастные периоды после рождения. Исчерченные мышцы гортани, в отличие от других скелетных мышц, происходящих из миобластов миотомов мезодермы, являются производными материала жаберных дуг (Б.Карлсон, 1984), что существенно отличает их по свойствам. В целом же, характеристика любой мышцы определяется содержанием в ней конкретных типов мышечных волокон. Классификаций последних существует достаточно много. Однако, для изучения скоростных характеристик наиболее адекватной является классификация основанная па гистохимическом выявлении АТФ-азы миозина (L.Guth and F. Samacha, 1970). Иммуногистохимические методы с использованием антител к различным сократительным белкам, в частности, к скелетно-мышечным миозинам (L.Gorsal, 1990) позволяют выделить в мышце два типа мышечных волокон медленные и быстрые.

По типу энергетического обмена мышечные волокна на основании активности гистохимически выявляемой сукцинатдегидрогеназы (находится в составе внутренней мембраны митохондрий помимо ферментов дыхательной цепи, цитохромов, трансбелков) являющейся маркером для митохондрий и цикла Кребса, идентифицируют три типа: гликолитические, оксидативные и оксидативно-гликолитические. Гистои иммуногистохимические свойства исчерченных мышц представляются наиболее важными в функциональном плане, но не в полной мере изученными для гортанных мышц.

В настоящей работе морфометрическими, гистои иммуногистохимическими методами с использованием антител к миозинам нами изучен гистои иммуногистохимический профиль исчерченных мышц гортани в пренатальном онтогенезе и в разные возрастные периоды после рождения.

Цель и задачи исследования

Цель работы — установить динамику качественного состава миозина мышечных волокон, активности АТФ-азы и тип энергетического метаболизма исчерченных мышц гортани в различные возрастные периоды преи постнатального онтогенеза.

Задачи исследования:

1. Изучить активность сукцинатдегидрогеназы мышечных волокон в разных функционально значимых мышцах гортани в пренатальном онтогенезе и в разные возрастные периоды после рождения.

2. Исследовать активность гистохимически выявляемой миофибрил-лярной аденозинтрифосфатазы в функциональных антагонистах гортани человека и ее изменения в пренатальном онтогенезе и после рождения у людей различных возрастных периодов.

3. В различные периоды онтогенеза в мышцах — антагонистах гортани определить динамику изменений иммуногистохимического профиля, отражающего качественный состав миозина.

4. Сопоставить гистои иммуногистохимические характеристики гортанных мышц в период первого детства и в подростковый период.

Научная новизна. Полученные результаты существенно расширяют наши представления о процессах протекающих при развитии мышц гортани человека, поскольку изучены наиболее значимые характеристики различных мышц гортани как в пренатальном онтогенезе, так и в ранние периоды пост-натального онтогенеза. Установлено, что в изученные возрастные периоды (пренатальный онтогенез и постнатальный онтогенез, включая юношеский возраст) в изученных мышцах гортани преобладают оксидативно-гликолитические и оксидативные мышечные волокна, что косвенно свидетельствует об их высокой работоспособности и малой утомляемости. Выявлено, что к 20 годам жизни гистохимический профиль изученных мышц по активности АТФ-азы неодинаков. Более 50% мышечных волокон приходится на волокна с низкой активностью АТФ-азы. Приоритетными следует признать данные о том, что во всех возрастных периодах в изученных мышцах преобладающими являются быстрые мышечные волокна, вместе с тем динамика изменения относительного содержания мышечных волокон разных типов свидетельствует о постепенном снижении в этих мышцах доли быстрых волокон во все периоды онтогенеза.

Положения выносимые на защиту:

1. Дефинитивный гисто — и иммуногистохимический профиль задней перстнечерпаловидной, поперечной черпаловидной и голосовой мышц гортани человека формируется к 18 годам жизни и характеризуется преобладанием в них оксидативно-гликолитических и оксидативных мышечных волокон. Выявление АТФ-азы миозина в мышцах гортани позволяет идентифицировать быстрые и медленные мышечные волокна с преобладанием волокон с низкой активностью АТФ-азы.

2. Иммуногистохимически, с использованием антител к медленным миозинам в мышцах — антагонистах гортани, выявляются быстрые и медленные мышечные волокна, причем динамика изменений их относительного содержания свидетельствует об уменьшении доли быстрых мышечных волокон в постнатальном онтогенезе.

3. Период полового созревания характеризуется большой вариабельностью индивидуальных показателей гистои иммуногистохимического профиля мышц гортани.

Научно-практическая ценность. Полученные результаты существенно расширяют представление о развитии и становлении гортани как органа, позволяют сопоставить в возрастном аспекте динамику развития мышц гортани и ее функциональные характеристики. Данные, полученные в ходе работы обьяснят в определенной мере причины хороших вокальных данных у детей раннего возраста, а так же дают возможность разобраться в причинах нарушения голосовой функции в период полового созревания.

Следует отметить, что насколько индивидуален голос человека, настолько и индивидуальны мышцы гортани по «набору» мышечных волокон в них, что несомненно должно быть учтено при работе с детьми дошкольного и школьного возраста в плане определения возрастных голосовых нагрузок.

Наши данные позволят лучше разобраться в патогенезе дискинезий, обусловленных нарушением двигательной функции и одной из причин которых является нарушение нервно-мышечного аппарата гортани.

Нами предпринята попытка сопоставления гистои иммуногистохимического профиля мышц гортани у мальчиков и девочек, что безусловно актуально, поскольку сейчас при лечении ряда заболеваний гортани используется поло-возрастной подход.

Апробация работы. Основные положения работы доложены и обсуждены на научной конференции «Актуальные вопросы медицинской морфологии» (Ижевск, 1993) — на научной конференции «Морфологические основы гистогенеза и регенерации тканей» (Санкт-Петербург, 2001) — IV международной конференции по функциональной нейроморфологии (Санкт-Петербург, 2002) — VI конгресс международной ассоциации морфологов (Уфа, 2002) — на научных конференциях, отраженных в трудах Ижевской государственной медицинской академии (2000, 2001), межкафедральном заседании кафедр медицинской биологии, гистологии, анатомии человека (2003).

Реализация результатов исследования. По материалам диссертации опубликовано 8 работ.

Структура и объем диссертации

Диссертация изложена на 127 страницах машинописного текста и включает 9 таблиц, 21 гистограмму, 21 микрофотографию.

Список литературы

(на 17 страницах) представлен 185 источниками из них: 82 отечественных 103 иностранных авторов.

выводы.

1. В перстнечерпаловидной, поперечной черпаловидной и голосовой мышцах гортани человека при выявлении активности СДГ идентифицируются 3 типа мышечных волокон: оксидативные, оксидативно-гликолитические, гликолитические с преобладанием оксидативно-гликолитических и оксида-тивных. В пренатальном онтогенезе и в возрастных периодах постнатального развития гистохимический профиль мышц сохраняется.

2. В мышцах — антагонистах гортани в пренатальном и постнатальном онтогенезе выявляются мышечные волокна как с низкой, так и высокой активностью миофибриллярной аденозинтрифосфатазы, что позволяет отнести их к быстрым и медленным.

К юношескому возрасту около 40% мышечных волокон относятся к быстрым, имеющим высокую АТФ-азную активность.

3. В пренатальном и постнатальном онтогенезе в мышцах — антагонистах гортани иммуногистохимически выявляются мышечные волокна, содержащие быстрые и медленные миозины, при явном преобладании содержания быстрых волокон во всех изученных возрастных периодах.

4. Становление гистои иммуногистохимического профиля задней перстнечерпаловидной, поперечной черпаловидной, голосовой мышц гортани человека происходит в первые 3 — 6 лет жизни ребенка. В юношеском возрасте (после 18 лет) относительное содержание мышечных волокон различных типов не претерпевает резких изменений.

5. Подростковый период (период полового созревания) характеризуется индивидуальными вариабельными показателями гистои иммуногистохимического профиля, мышц — антагонистов гортани, что может быть связано со сроками мутации голоса.