Гипертрофическая кардиомиопатия (ГКМП) — аутосомно-доминантное врожденное заболевание, распространенность которого у детей составляет 0,47 случая на 100 000 и характеризуется значительным риском смертности [1]. У подавляющего большинства детей с ГКМП наблюдается асимметричная гипертрофия миокарда межжелудочковой перегородки (МЖП), которая сочетается с гипертрофией и обструкцией выводного тракта правого желудочка (ПЖ). У 20—75% пациентов с идиопатической формой ГКМП имеются мутации в генах, кодирующих белки саркомера, к которым относятся белок тяжелой цепи β-миозина, миозинсвязывающий белок C, сердечные тропонины T и I, α-тропомиозин, миозин легких цепей, сердечный α-актин и тяжелая цепь α-миозина [2—4]. Кроме того, ГКМП может носить вторичный характер и развиваться вследствие нарушений обмена веществ [4, 5]. У детей клинические проявления ГКМП, как правило, обнаруживают в 6—11 лет, реже — в дошкольном возрасте [1]. Заболевание может иметь стабильный характер развития, однако в некоторых случаях клинические признаки ГКМП быстро прогрессируют с нарастанием толщины МЖП и стенки левого желудочка (ЛЖ), усилением одышки, слабости, появлением нарушений ритма сердца, признаков обструкции выводного тракта ЛЖ, усилением диастолической дисфункции ЛЖ, что может привести к внезапной смерти [6—8]. Наименее благоприятный прогноз заболевания имеют пациенты младше 1 года [5, 9—12]. Летальность детей с ГКМП составляет 12,7% [1].

Анализ морфологических изменений миокарда у детей с ГКМП в литературе, как правило, ограничивается описанием отдельных клинических случаев [6, 9]. Ультраструктура кардиомиоцитов (КМЦ) миокарда МЖП и ЛЖ у детей и взрослых с ГКМП имеет сходные черты, характерные для гипертрофированных миоцитов: клетки содержат крупные многолопастные ядра, в саркоплазме присутствуют цистерны гранулярного эндоплазматического ретикулума, свободно лежащие рибосомы, многочисленные зоны активной сборки миофибрилл в сочетании с непараллельным расположением миофибрилл (disarray) [6, 13—15].

Цель работы — сравнительный анализ морфологических изменений миокарда у детей с ГКМП и без сердечно-сосудистой патологии. В связи с частыми случаями нарушения ритма у детей с ГКМП, требующими имплантации кардиостимулятора [2, 8], проведено исследование локализации щелевых контактов, ответственных за проведение электрических импульсов и синхронизацию сокращений КМЦ.

Материал и методы

В работе исследовали фрагменты миокарда МЖП 18 пациентов (11 мальчиков и 7 девочек) в возрасте 1,2—17 лет (9,7±4,5 года) с обструктивной формой ГКМП, полученные в ходе резекции миокарда МЖП со стороны эндокарда правого желудочка в ФГБУ «НМИЦ ССХ им. А.Н. Бакулева» Минздрава России (хирург — акад. РАН Л.А. Бокерия). На дооперационном этапе проводили обследование пациентов с применением методов лабораторной и инструментальной диагностики. У детей с ГКМП регистрировали увеличение толщины МЖП до 12—44 (24,3±7,6) мм, повышение градиента давления на выводном отделе ЛЖ до 80—194 (115±31) мм рт. ст., уменьшение конечного систолического объема ЛЖ до 3—50 (23±16) мл и конечного диастолического объема ЛЖ до 32—115 (64±24) мл с нарастанием фракции выброса ЛЖ до 60—95 (75±8)%. В качестве группы сравнения использовали миокард МЖП, полученный при аутопсийном исследовании 7 детей (6 мальчиков и 1 девочка) в возрасте 1—16 лет (10,1±5,9 года), умерших от причин, не связанных с сердечно-сосудистой патологией (врожденные пороки развития головного мозга, язвенно-некротический гастроэнтероколит, сепсис, полиорганная недостаточность), или травм, несовместимых с жизнью. Исследование выполнено в соответствии с Хельсинкской декларацией Всемирной медицинской ассоциации, оно одобрено Этическим комитетом ФГБУ «НМИЦ ССХ им. А.Н. Бакулева» Минздрава России. Законными представителями пациентов подписано информированное согласие на исследование биологических материалов.

Фрагменты миокарда фиксировали в 4% нейтральном параформальдегиде («Bio-Optica»), заключали в парафин, изготавливали срезы (4—5 мкм), которые окрашивали по методу Маллори («Bio-Optica»). На 20 случайно выбранных полях зрения (×100) с помощью программы Image-Pro определяли объемную плотность интерстициальной ткани. На этих же препаратах по 4-балльной шкале оценивали выраженность disarray: нет (0); занимает <25% (1); около 50% (2); >75% мышечных волокон (3) в поле зрения [15]. Парафиновые срезы окрашивали гематоксилином и эозином. На продольных срезах миокарда измеряли диаметр и длину клеток, а также диаметр ядер 50 КМЦ для каждого больного. По 4-балльной шкале определяли содержание миофибрилл в саркоплазме КМЦ: занимают <50% (МФ-0), 50—80% (МФ-1), 80—90% саркоплазмы КМЦ (МФ-2), вся саркоплазма заполнена миофибриллами (МФ-3).

Для изготовления полутонких и ультратонких срезов образцы миокарда фиксировали в 2,5% растворе глутарового альдегида и 1% параформальдегида, дофиксировали в 1,5% растворе OsO₄, обезвоживали и заключали в аралдит. Изготавливали полутонкие срезы ткани (1 мкм) с использованием ультратома UltraCut («Leica»), окрашивали их реактивом Шиффа-йодной кислотой с докраской метиленовым синим. Из отобранных блоков изготавливали ультратонкие (20—50 нм) срезы, контрастировали их уранилацетатом и цитратом свинца. Препараты исследовали под электронным микроскопом Philips CM 100 (Нидерланды).

Для определения плоидности ядер КМЦ [14] парафиновые срезы миокарда МЖП (60 мкм) депарафинировали, инкубировали в 50% растворе KOH (1,5 ч, 37 °C), центрифугировали 5 мин при 2000 об/мин, осадок ресуспендировали в дистиллированной воде. Последние процедуры повторяли еще 3 раза. Фрагменты ткани механически дезагрегировали, суспензию клеток наносили на предметные стекла, окрашивали DAPI (4’-6-диамидино-2-фенилиндол-HCl), измеряли оптическую плотность с помощью флюоресцентного микроскопа Keyence BZ-9000 (Япония). Принадлежность ядер к КМЦ устанавливали по наличию в цитоплазме поперечной исчерченности при параллельной съемке препаратов в проходящем свете. Эталоном диплоидного набора хромосом служили фибробласты и лимфоциты, содержащиеся в тех же препаратах. В каждом образце исследовали 70—100 КМЦ, подсчитывали долю многоядерных КМЦ.

Для иммуногистохимического выявления белка щелевых контактов коннексина 43 (Cx43) срезы депарафинировали, инкубировали с моноклональными антителами к Cx43 человека (1:2000, Sigma), обрабатывали раствором HRP Rabbit/Mouse системы детекции (ChemMate DAKO EnVision/HRP), затем раствором 3,3’тетрахлорида диаминобензидина (ChemMate DAKO DAB+Chromogen). Препараты докрашивали гематоксилином Майера. На продольных срезах, проходящих через ядро и вставочные диски в 50 КМЦ, с помощью морфометрической программы ImagePro (×400) измеряли суммарную протяженность Cx43-позитивных участков сарколеммы на боковых сторонах КМЦ, определяли длину КМЦ. Подсчитывали (в процентах) отношение суммарной протяженности Cx43-содержащих щелевых контактов (Cx43⁺-ЩК) к удвоенной длине миоцита (относительная протяженность). В качестве отрицательного контроля проводили окрашивание без обработки первичными антителами.

Результаты оценки морфологических параметров представляли в виде M±SD или медианы и сопоставляли со значениями, полученными при исследовании контрольного миокарда с помощью непараметрического критерия Манна—Уитни при p_МУ<0,05. Кроме того, данные сопоставляли с характеристиками миокарда МЖП и параметрами клинического обследования пациентов и анализировали с использованием непараметрического коэффициента корреляции Спирмена при уровне значимости p<0,05.

Результаты

В миокарде МЖП у детей с ГКМП отмечено умеренное содержание интерстициальной ткани, объемная плотность которой варьирует от 3,9 до 28,1% и составляет в среднем 9,9±5,7% площади миокарда. Интерстициальная ткань располагается, как правило, периваскулярно, окружает мелкие и крупные сосуды. Обнаружены участки заместительного фиброза, единичные жировые клетки (рис. 1, а—в). Содержание интерстициальной и жировой ткани в миокарде у детей с ГКМП не коррелирует ни с возрастом, ни с другими клиническими параметрами пациентов и не отличается достоверно от показателей контрольной группы (3,4—15,9%, в среднем 9,1±4,3%; рис. 1, г, д). В контрольной группе доля интерстициальной ткани увеличивается с возрастом (r=0,72; p=0,001), обнаружены единичные жировые клетки, количество которых также увеличивается с возрастом (r=0,79; p=0,0002). В миокарде у детей с ГКМП достоверно чаще, чем в контрольной группе, встречается феномен disarray (p_МУ<0,05).

Рис. 1. Интерстициальная ткань межжелудочковой перегородки у детей с гипертрофической кардиомиопатией и в контроле.

а — пациент с ГКМП, 14 лет. Незначительное (4,8%) содержание интерстициальной ткани между мышечными волокнами. Разнонаправленные пучки мышечных волокон; б — пациент с ГКМП, 15 лет. Коллагеновые волокна в периваскулярной зоне (21,3%), единичные липидные клетки в интерстиции; в — пациент с ГКМП, 15 лет. Замещение КМЦ рубцом, состоящим из коллагеновых и эластических волокон (заместительный фиброз) (68,5%); г — контроль, пациент 3 лет. Небольшое (7,7%) количество интерстициальной ткани в периваскулярной зоне; д — доля интерстициальной ткани в миокарде детей с ГКМП и в контроле (M±SD). а — г — окраска по Маллори, ×100.

В миокарде у детей с ГКМП размеры КМЦ значительно увеличиваются в процессе их онтогенетического и последующего гипертрофического роста. Диаметр КМЦ варьирует от 10,5 до 28,3 (18,9±5,7) мкм и достигает показателей взрослой нормы (около 15 мкм) у единичных пациентов с ГКМП уже на 1-м году жизни, а у остальных — к 10—12 годам (рис. 2, а—г). Диаметр ядер КМЦ составляет 5,6—11,9 (8,4±1,9) мкм, длина КМЦ 40,6—115,6 (77,5±21,6) мкм, эти показатели взаимосвязаны (r=0,64; p=0,005). Увеличение диаметра КМЦ МЖП положительно коррелирует с возрастом (r=0,61; p=0,007), массой (r=0,6; p=0,01) и ростом (r=0,6; p=0,015) пациентов, толщиной МЖП (r=0,61; p=0,008) и задней стенки ЛЖ (r=0,58; p=0,028), ФВ ЛЖ (r=0,56; p=0,03). Диаметр КМЦ и их ядер, а также длина КМЦ при ГКМП достоверно превышают эти показатели у детей контрольной группы (p_МУ<0,05), которые составляют 5,7—16,2 мкм (ср. 11,5±3,9 мкм), 3,4—7,5 мкм (ср. 6,2±1,5 мкм) и 48,6—77,6 мкм (ср. 62,9±10,5 мкм) соответственно (рис. 2, г, д). Диаметр КМЦ контрольной группы, как и при ГКМП, не коррелирует с содержанием интерстициальной ткани в миокарде МЖП (p>0,05), увеличивается по мере взросления пациентов (r=0,59; p=0,01) и коррелирует с наличием жировых клеток в миокарде МЖП (r=0,77; p=0,0003).

Рис. 2. Диаметр и плоидность кардиомиоцитов межжелудочковой перегородки у детей с гипертрофической кардиомиопатией и в контроле.

а — пациент с ГКМП, 10 лет. Диаметр КМЦ достигает показателей нормы взрослого человека (средний диаметр 14,2±3,2 мкм); б — пациент с ГКМП, 9 лет. КМЦ с высокой степенью гипертрофии (средний диаметр 31,9±10,5 мкм); в — контрольная группа, пациент 9 лет. Средний диаметр КМЦ 7,8±3,2 мкм; г — увеличение диаметра КМЦ детей с ГКМП и контрольной группы с возрастом; д — диаметр КМЦ детей с ГКМП и в контроле (M±SD); е — соотношение КМЦ разной плоидности (2, 4, 8, 16 и >16 с) в миокарде детей с ГКМП и в контроле; ж — достоверное снижение содержания 2с КМЦ и увеличение 8с и 16с КМЦ (*) у детей с ГКМП по сравнению с контролем (p_МУ<0,05). а—в — окраска гематоксилином и эозином, ×400.

Плоидность КМЦ МЖП детей с ГКМП в среднем составляет 5,5±1,6 (4,1—8c; медиана 5,3c). Диплоидные, тетраплодидные и октоплоидные КМЦ встречаются почти в равных соотношениях. КМЦ классов плоидности 2c:4c:8c:16c:>16с представлены в соотношении 36:24:27:10:3 (рис. 2, е, ж). Плоидность КМЦ у детей с ГКМП не коррелирует с морфологическими и клиническими параметрами пациентов, однако достоверно превышает плоидность КМЦ контрольной группы (2,2—3,6c; медиана 2,7с; среднее 2,8±0,4c) за счет уменьшения доли 2c КМЦ и увеличения доли высокоплоидных КМЦ (8c, 16c и более 16c) (p_МУ<0,05; см. рис. 2, ж). В контрольной группе распределение КМЦ по классам плоидности 2c:4c:8c:16c:>16c составляет 70,9:22,1:6,7:0,3:0 (см. рис. 2, е, ж), преобладают диплоидные КМЦ, увеличение средней плоидности КМЦ коррелирует с увеличением диаметра (r=0,69; p=0,007) и длины КМЦ (r=0,87; p=0,0002), но не с возрастом пациентов (p>0,05). В миокарде у детей с ГКМП содержание многоядерных КМЦ составляет 5,5±3,8%, что достоверно ниже этого показателя в контрольной группе (22±8,8%; p_МУ<0,05).

При исследовании миокарда, не завершившего дифференцировку, важную роль играет морфологический параметр, характеризующий степень зрелости КМЦ, — содержание миофибрилл в КМЦ (рис. 3, а—в). У детей с ГКМП соотношение КМЦ с МФ-0/МФ-1/МФ-2/МФ-3 составляет в среднем 3,2/29,1/41,6/26,1% (см. рис. 3, а). Доля КМЦ с МФ-2 отрицательно коррелирует с диаметром КМЦ (r= –0,65; p=0,004) и положительно — с фракцией выброса ЛЖ (r=0,55; p=0,034), по-видимому, именно эти КМЦ обеспечивают сократительную активность миокарда МЖП. Для сравнения, в контрольной группе соотношение КМЦ с МФ-0/МФ-1/МФ-2/МФ-3 составляет в среднем 11,3/47,5/41,2/0% (см. рис. 3, а), в миокарде в большем количестве присутствуют КМЦ, саркоплазма которых не заполнена миофибриллами и не содержит поперечной исчерченности, доля таких КМЦ закономерно снижается с возрастом (r=-0,69; p=0,006).

Рис. 3. Миофибриллогенез в кардиомиоцитах межжелудочковой перегородки у детей с гипертрофической кардиомиопатией.

а — распределение КМЦ с разным содержанием миофибрилл у пациентов с ГКМП и в контроле (оценка на светооптическом уровне). В миокарде у детей с ГКМП преобладают КМЦ, заполненные миофибриллами, в то время как в контрольной группе большое количество КМЦ с незавершенным миофибриллогенезом; б — КМЦ с незавершенной сборкой миофибрилл; в —КМЦ с завершенной сборкой миофибрилл; г — ультраструктура КМЦ с незавершенной сборкой миофибрилл, околоядерная зона саркоплазмы не заполнена органеллами, миофибриллы располагаются по периферии клетки; д — скопление рибосом вблизи ядра КМЦ (стрелки); е — сборка миофибрилл путем присоединения миофиламентов к уже существующим миофибриллам (стрелки); ж — скопление рибосом в зонах фрагментации Z-полос (стрелки); з — очаги сборки миофибрилл с рибосомами в области вставочного диска (стрелки). б, в — полутонкие срезы, реактив Шиффа-йодная кислота с докраской метиленовым синим, ×1000; г—з — электронные микрофотографии; г — bar 2 мкм; д—з — bar 1 мкм.

Электронно-микроскопическое исследование миокарда МЖП у детей с ГКМП продемонстрировало, что, помимо крупных КМЦ, заполненных миофибриллами, в миокарде присутствуют КМЦ с обширными зонами «пустой» саркоплазмы, свободной от миофибрилл (рис. 3, г), в которых фрагменты фибрилл и множество рибосом располагаются в околоядерной зоне и рядом с миофибриллами (рис. 3, д, е). В последнем случае миофибриллогенез осуществляется путем присоединения миофиламентов к уже существующим миофибриллам. Кроме того, в ряде КМЦ наблюдаются признаки незрелости сократительного аппарата и вставочных дисков КМЦ: участки незавершенной сборки миофибрилл с дефектами структуры саркомера — фрагментацией Z-дисков и скоплением рибосом в этих зонах (рис. 3, ж) и в зоне вставочных дисков (рис. 3, з).

В миокарде у детей с ГКМП Cx43⁺-ЩК располагаются преимущественно во вставочных дисках и частично на боковых поверхностях КМЦ (рис. 4, а, б), суммарная их протяженность на боковых поверхностях КМЦ составляет 6,1—44,3 мкм (медиана 20,1 мкм), относительная протяженность — 4,9—23,6% (медиана 12,3%) от удвоенной длины КМЦ. Cx43⁺-ЩК встречаются как в КМЦ у детей с ГКМП, так и в контрольной группе (рис. 4, в, г). Суммарная протяженность боковых Cx43⁺-ЩК в КМЦ у детей с ГКМП достоверно превышает данные контрольной группы (р_МУ<0,05), которые составляют 2,9—52,8 мкм (медиана 7,7 мкм) и 4,4—24,2% (медиана 7,5%) от удвоенной длины КМЦ соответственно. В миокарде у детей с ГКМП относительная протяженность Cx43⁺-ЩК на боковых поверхностях КМЦ не коррелирует с возрастом пациентов (p_МУ>0,05), но обратно коррелирует с ФВ ЛЖ (r= –0,56; p=0,02) и КСО ЛЖ (r= –0,68; p=0,015).

Рис. 4. Расположение Cx43⁺-щелевых контактов в кардиомиоцитах межжелудочковой перегородки у детей с гипертрофической кардиомиопатией и в контроле.

а — пациент с ГКМП, 13,5 года. Cx43⁺-ЩК преимущественно расположены во вставочных дисках КМЦ (черные стрелки); б — пациент с ГКМП, 14 лет. Дополнительные вставочные диски с Cx43⁺-ЩК на боковых поверхностях КМЦ (красные стрелки); в — контроль, пациент 15 лет. Cx43⁺-ЩК во вставочных дисках КМЦ (черные стрелки); г — контроль, пациент 9 лет. Незначительное количество дополнительных вставочных дисков на боковых поверхностях КМЦ (красные стрелки). Иммуногистохимическая реакция, ×630.

Обсуждение

В настоящей работе показано, что онтогенез миокарда МЖП у детей с ГКМП характеризуется незначительным увеличением содержания интерстициальной ткани в среднем до 10% и не отличается от контрольной группы, где ее доля составляет в среднем 9,1%. Только в контрольной группе доля интерстициальной и жировой ткани увеличивается с возрастом, что характерно для нормального развития паренхимы миокарда в период от 2 до 10 лет жизни человека [16]. Известно, что по мере роста сердца количество эндотелиальных и мезенхимальных клеток возрастает в 6,5 и 8,2 раза соответственно [17]. По-видимому, в миокарде у детей с ГКМП в отличие от контрольной группы увеличение содержания интерстициальной ткани не сбалансировано с ростом мышечных элементов миокарда — отстает от увеличения размера КМЦ и не коррелирует с возрастом.

При ГКМП изменение сократительных свойств миокарда носит комплексный характер и определяется не только мутациями генов саркомерных белков, ответственных за развитие этого заболевания, но и структурой и составом компонентов внеклеточного матрикса. Как у детей, так и у взрослых пациентов с ГКМП доля интерстициальной ткани в миокарде МЖП значительно варьирует, составляя в среднем от 3,6—4,8 до 15,9%, что в 2—8 раз превышает контрольные значения [7, 18]. Фиброзирование интерстициальной ткани миокарда нарастает по мере не только онтогенетического роста пациента, но и прогрессирования заболевания. У взрослых пациентов с ГКМП выраженность фиброза миокарда МЖП коррелирует с максимальной толщиной стенки ЛЖ и МЖП, как показано при исследовании миокарда методом МРТ с отсроченным контрастированием гадолинием [19, 20]. Значительная гипертрофия миокарда при ГКМП и увеличение содержания коллагена влекут за собой снижение плотности сосудов. Кроме того, миокард МЖП подвержен ишемическим повреждениям из-за плохого кровоснабжения, вызванного стенозированием просвета мелких артерий и утолщением их стенок [21, 22].

В интерстиции миокарда коллаген I типа обеспечивает механическую прочность ткани, а коллаген III типа — ее эластичность. У пациентов с ГКМП повышение синтеза коллагена III типа сопровождается деградацией коллагена I типа, что свидетельствует об изменении состава внеклеточного матрикса [23]. Важную роль в ремоделировании миокарда при ГКМП также играет изменение баланса между синтезом и деградацией элементов матрикса. У пациентов с ГКМП в зонах фиброза повышено содержание металлопротеиназ 2 и 9 и тканевого ингибитора металлопротеиназ 1-го типа [19, 23], что приводит к увеличению жесткости миокарда, нарушению его диастолической и систолической функций.

Кроме того, в настоящем исследовании в миокарде у детей с ГКМП чаще, чем в контрольной группе, выявлен феномен disarray, что подтверждает данные литературы [6, 7, 22]. Disarray часто встречается в зонах утолщения МЖП у детей с ГКМП [7], но не считается специфическим признаком ГКМП.

Увеличение как размера КМЦ МЖП, так и доли интерстициальной ткани является причиной резкого утолщения МЖП у пациентов с ГКМП. Настоящее исследование продемонстрировало, что диаметр и длина КМЦ у детей с ГКМП уже в первые годы жизни значительно превышают данные контрольной группы. Кроме того, диаметр КМЦ у пациентов обеих групп коррелирует с их возрастом, что обеспечивает сохранение сократительной функции сердца [17]. Развитие нормального миокарда претерпевает несколько периодов: в возрасте от рождения до 2 лет выделен период роста и относительной дифференцировки (диаметр КМЦ ЛЖ 8—9,2 мкм), в 2—10 лет — период дифференцировки КМЦ (диаметр КМЦ ЛЖ 12,5 мкм), в 11—18 лет — период усиленного роста сердца (диаметр КМЦ ЛЖ 13,5—16,5 мкм), у взрослых наступает период стабилизации и постепенной инволюции мышцы сердца (диаметр КМЦ ЛЖ 15 мкм) [16]. Увеличение размера КМЦ при почти полном отсутствии пролиферативной активности КМЦ приводит к тому, что в возрасте 14—18 лет количество ядер КМЦ в миокарде последовательно снижается с 60—62 до 48—50 на единицу площади [16]. В постнатальном сердце доля ядер КМЦ составляет 66±1,7%, в сердце взрослого человека —18±3,0% ядер КМЦ [17].

В настоящей работе показано, что средний диаметр КМЦ МЖП у детей с ГКМП не только достигает показателей взрослой нормы (около 15 мкм), но в некоторых случаях сопоставим с указанным в литературе средним диаметром гипертрофированных КМЦ МЖП у взрослых пациентов с ГКМП (23—33 мкм) [13, 14]. КМЦ у детей с ГКМП, как правило, гипертрофированы и содержат крупные ядра [6, 7]. Индивидуальные различия размеров КМЦ, по-видимому, определяются типом мутации, вызвавшей ГКМП, а не продолжительностью и тяжестью заболевания. Наибольшая толщина МЖП (35 мм и больше) зарегистрирована в миокарде у детей с ГКМП в возрасте от 1 года до 10 лет [7], гипертрофия миокарда МЖП у детей с ГКМП развивается, как правило, более агрессивно по сравнению со взрослыми пациентами с ГКМП, приводит к резкому уменьшению полости ЛЖ и ПЖ и диастолической дисфункции ЛЖ, но не обеспечивает достаточной функции миокарда [7]. В настоящей работе не выявлено взаимосвязи увеличения размеров КМЦ с содержанием интерстициальной ткани в миокарде МЖП у детей с ГКМП, по-видимому, эти факторы ремоделирования миокарда не являются взаимосвязанными.

Анализ содержания ДНК в КМЦ миокарда у пациентов двух групп показал, что плоидность КМЦ миокарда МЖП у детей с ГКМП составляет 5,3 с и почти в 2 раза превышает уровень плоидности КМЦ пациентов контрольной группы (2,7 с), что совпадает с опубликованными в литературе [14, 24] значениями плоидности КМЦ ЛЖ взрослых пациентов — 4,2—6,8 с. При ГКМП увеличение плоидности КМЦ МЖП обусловлено снижением доли диплоидных КМЦ и увеличением доли КМЦ с плоидностью 8 с и выше, подобно тому, как это происходит в онтогенезе. Известно, что в нормальном миокарде у детей 1-го года жизни большинство ядер КМЦ ЛЖ диплоидные (94,3±1,8%), а тетраплоидные составляют 3,7±2,2%; в возрасте 1—9 лет содержание диплоидных ядер КМЦ снижается (85,4±7,0%), а количество тетраплоидных ядер КМЦ ЛЖ растет (13,6±7,1%) [25]. У подростков эта тенденция сохраняется, причем если на 1-м году жизни полиплоидные КМЦ ЛЖ составляют 16,3±5,2%, а в возрасте 10—20 лет — 39,5±6,9%, то у взрослых людей старше 40 лет их содержание достигает 54,2±5,8% клеток [26]. Важно отметить, что в отличие от контрольной группы в группе детей с ГКМП плоидность КМЦ не коррелирует с клиническими и морфологическими параметрами пациентов. По-видимому, полиплоидизация миокарда уже завершена в раннем постнатальном периоде и с возрастом существенно не меняется. Ускоренное онтогенетическое развитие и последующий гипертрофический рост КМЦ при ГКМП не приводят к дополнительному изменению плоидности.

Согласно данным настоящего исследования, количество многоядерных КМЦ в миокарде МЖП у детей с ГКМП снижено относительно контрольной группы (5,5 и 22%). Эти данные также совпадают с представлением об ускоренном созревании КМЦ при ГКМП, продемонстрированном в отношении увеличения размеров и плоидности КМЦ, и согласуются с общей тенденцией, описанной в литературе [17, 24], где доля многоядерных КМЦ достигает максимума в онтогенезе, по разным данным, к 5 мес, 7, 16—25 годам, а затем снижается за счет отсроченного цитокинеза.

В группе у детей с ГКМП в отличие от контрольной группы преобладают КМЦ, заполненные миофибриллами, что подтверждает картину ускоренной дифференцировки КМЦ. Содержание дифференцированных, заполненных миофибриллами КМЦ (МФ-2) обратно коррелирует с диаметром миоцитов. По-видимому, сборка миофибрилл в первую очередь происходит в небольших КМЦ низкой плоидности, а в крупных полиплоидных КМЦ этот процесс отстает от увеличения размеров миоцитов. Другим возможным объяснением обратной корреляции диаметра КМЦ и заполнением их миофибриллами можно считать начало обратного процесса — частичной дедифференцировки КМЦ с утратой миофибрилл. Подобный феномен описан в миокарде желудочков и предсердий взрослых пациентов, достигших предела гипертрофического роста, на фоне повышенной гемодинамической нагрузки, ишемии и нарушения ритма сердца [27]. Нельзя исключить такую возможность для гипертрофированных КМЦ, которые ранее прошли этап ускоренной дифференцировки.

Ультраструктурное исследование также подтверждает активную сборку миофибрилл в КМЦ МЖП у детей с ГКМП. Считается, что присутствие множественных фокусов миофибриллогенеза и скопление рибосом в саркоплазме КМЦ детского миокарда не является специфическим событием, обусловлено активной дифференцировкой КМЦ и описано ранее при ГКМП [6]. Дополнительная сборка миофибрилл встречается также во взрослом гипертрофированном миокарде МЖП, подверженном гемодинамической перегрузке у пациентов с ГКМП [13, 14]. Однако выявленные в настоящей работе скопления рибосом в зонах Z-дисков и вставочных дисков КМЦ не характерны для взрослых пациентов с ГКМП, и их локализация носит иной характер. Очевидно, что подобные признаки незрелости миофибриллярного аппарата КМЦ у детей с ГКМП не способствуют эффективной сократительной активности КМЦ.

В процессе онтогенетического развития увеличение размера КМЦ и их дифференцировка со сборкой миофибрилл сопровождаются изменением количества и перераспределением Cx43⁺-ЩК с боковых поверхностей КМЦ к поперечным концам клетки во вставочные диски [28, 29]. Однако в миокарде у детей с ГКМП суммарная протяженность расположенных на боковых сторонах КМЦ Cx43⁺-ЩК выше, чем в контрольной группе, что объясняется увеличением размера КМЦ и сохранением в них низкодифференцированного фенотипа, подтвержденного на ультраструктурном уровне. Подобное расположение Cx43⁺-ЩК на боковых поверхностях КМЦ описано в миокарде, работающем в условиях гемодинамической перегрузки, например в ЛЖ у взрослых больных ишемической болезнью сердца и дилатационной кардиомиопатией [30]. В настоящей работе продемонстрирована обратная корреляция между относительной протяженностью Cx43⁺-ЩК на боковых поверхностях КМЦ МЖП и фракцией выброса и конечным систолическим объемом ЛЖ, что предполагает основной вклад зрелых КМЦ с преимущественным расположением Cx43⁺-ЩК во вставочных дисках в сократительную активность миокарда МЖП. Предполагается, что у детей с ГКМП гипертрофия КМЦ МЖП в сочетании с незрелостью сократительного аппарата и вставочных дисков (но не фиброз миокарда) может являться причиной частых эпизодов нарушения ритма — одного из клинических проявлений ГКМП, требующих имплантации кардиостимулятора [2, 8].

Заключение

Оценка морфологических параметров миокарда МЖП у детей с ГКМП не выявила достоверного увеличения доли интерстициальной ткани по сравнению с контрольной группой. При ГКМП продемонстрировано почти двукратное увеличение размера и плоидности КМЦ по сравнению с контрольной группой, что свидетельствует об ускоренном созревании КМЦ. В миокарде у детей с ГКМП перераспределение Cx43⁺-ЩК на боковые поверхности КМЦ и ультраструктурные признаки незрелости сократительного аппарата и вставочных дисков КМЦ могут оказывать негативное влияние не только на сократительную активность КМЦ, но и на синхронизацию сокращений КМЦ.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — Р.А. Серов, М.И. Берсенева, Л.А. Бокерия

Сбор и обработка материала — Д.А. Маленков, Т.В. Сухачева

Статистическая обработка — Т.В. Сухачева

Написание текста — Т.В. Сухачева

Редактирование — Р.А. Серов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.