Кристаллизация в биологических средах и ее применение в медицине тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

г,г п од

На правах рукописи

КУРЯАТОВА ЛАРИСА АПОВАЗОВНА

КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ В БИОЛОГИЧЕСКИХ СРЕДАХ И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ В МЕДИЦИНЕ

Специальность: 02. 00.04 - физическая химия

02.00.10 - Сиоорганическая химия,

химия природных и физиологически акгивных веществ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Тверь - 1595

Работа выполнена в Тверской ордена Дружбы Народов государственной медицинской академии

Научные руководители; профессор,доктор технических наук в Ы. Смирнов

профессор, доктор медицинских наук И. А. Комаров

Консультант: профессор, доктор медицинских наук Г. В. Хомулло

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор Л. И. Борончихина • кандидат химических наук С. К Карцева

Бедуиря организация: Всероссийский научно-исследовательский институт синтетических волокон

Защита диссертации 'Я^^^^ЛвЭб г. в часов на заседании специализированного совета Д 063.07.02 в Тверском государствэнном университете по адресу? 170002, г. Тверь, Садовый пер. 35

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ТвГУ.

Отзыва отправлять по адресу: 170002,г. Тверь,Садовый пер. 35, университет,специализированный совет по защпам,ученому секретарю • '

Автореферат разослан »¿У" г.

Ученый секретарь специализированного совета крмдат химических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

актуальность теш. На современном этапе медицина все Дольше вовлекает с целью диагностики,лечения,профилактики заболеваний, достижения естественных наук физико-математического цикла. 3 связи с этим нам представляется перспективным ппдлотоа- кристал-ломсрфологический метод диагностики,который.основан на том, что реальные кристаллы могут значительно отличаться друг от друга габитусом,придам во внешней форме проявляются различия физических и химических свойств кристаллов.

Исследования кинетики кристаллизации и морфологии кристаллов могут привести к разнообразным практическим применениям. Впервые в медицинской практике способ кристаллизации Сил изучен при исследовании крови у больных гипертрофией и карциномой простаты. В дальнейшем метод качественного определения химического состава вещэства по их кристалломорфологическим признакам был использован при. диагностике целого ряда заболеваний.

. Очевидно расширение границ применения кристалломорфологи-ческого метода на основе физико-химических исследований при диагностике различных заболеваний является актуальным и приоритетным.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Теоретическое обоснование и внедрение в практику кристалломорфологического метода диагностики оценки изменений в тканях и жидкостях при некоторых неврологических и хирургически^ заболеваниях. _ ......

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.' 1. Изучить кинетику роста и характеристики кристаллов, получаемых в биологических средах,с позиций физической химии, при применении нингидрина в качестве кристаллооб-разутощего вещэства;...... ""....... '

2. Изучить кристалломорфологические изменения ликвора (спинномозговой.жидкости) с количественной оценкой показателей, относительно нормы.

3. Выяснить зависимость кристалломорфологического рисунка текстур вей нижних конечностей от степени варикозной болезни.

4. Дать качественную и количественную оценку кристалломорфологического метода в сравнении с традиционными методами диагностики варикозной болезни вен нижних конечностей.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Новым является изучение кинетики роста кристаллов в биологических объектах и изучение изменения их .

слолных форы. Впервые для определения степени изменений в венах применяется кристалломорфологический метод. Для более строгих. научно-обоснованных выводов о характера и виде заболеваний ценх-. . ральной нервной системы впервые использованы методы стереометри- . ческой металлографии, то есть подсчет плотности центров кристаллизации, и статистической обработки результатов.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ. Проведенные исследования позволят использовать кристаллоыорфологический метод для диаг-. ностики различных заболеваний центральной нервной систеш и при • - варикозной болезни,оценки степени изменений в стенке вен В зависимости от тяжести патологического процесса..

ВНЕДРЕНИЕ И АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Кристаллоыорфологический метод диагностики заболеваний центральной нервной системы исполь-1':-'ется в диагностической и лечебной р^Зоте кафедры нервных болезней Тверской государственной медицинской академии, нервного отделения 4-ой городской и железнодорожной больниц г. Твери.

ПОЛОЖЕНИЯ, БЬВШШЫЕ НА . ЗАЩИТУ. 1. Результаты исследовании кинетики кристаллизации, качественных и количественных характеристик кристаллов, вырашэнных в биологических средах.

2. Практические результаты исследования, доказывающие возможность применения кристадломорфологического метода в диагностике ряда заболеваний центральной нервной системы, вен нижних конечностей и определения степени их.изменений в зависимости от тяжести патологического процесса.

3. Внедрение в методику диагностики' визуальных и количественных характеристик ряда заболеваний.

апробация Работы и публикации, диссертация апробирована на кафедре прикладной физики Тверского государственного университета и совместном расширенном гаседании сотрудников кафедр медицинской биологии и генетики, хирургических болезней стоматологического и педиатрического факультетов Тверской государственной медицинской академии. по теме диссертации опубликовано 8 статей, получено авторское свидетельство на изобретение "Способ диагностики заболеваний центральной нервной систем)/! (И 1412738,1985), 4 удостоверений на рационализаторские предложения.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация содержит 184 страницы машинописного текста и состоит иа введения, 6 глав.зак-

лючения,выводов и списка литературы. Работа иллюстрирована - 48 микрофотографиями,5 рисунками,7 таблицами.

" СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материалы и методы исследования

В данной работе разработан кристалломорфологический метод исследования ликвора и участков. вен шотк.х конэчяостей здоровых и Сольных лиц. В качестве диагностического вещества обоснован и впервые применен нингндрин. При количественной оценке результатов использован стереометрический метод подсчета плотности центров кристаллизации. Скорость кристаллизации высчитьгоалась по общепринятым методикам. Размеры кристаллов оценивались при помощи объект микрометра. Для оценки результатов крис-талломорфологические данные сравнивались с морфологическими и ультраструктурными изменениями на клеточном и субклеточном уровне. Обработка, данных проводилась с использованием математической статистики.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 1. Изучение кристалломорфологического рисунка.ликвора

В основу данного раздела положены результаты обследования больных с некоторыми заболеваниями центральной нервной системы.

Клиническая картина при различных патологиях центральной нервной системы (инфекционных заболеваниях,опухолях и других) , происходящих в оболочках головного и спинного мозга, сходна. , Лабораторные дайные выявляют только некоторые отличия химичесно- , го состава ликвора, поэтому дифференциальная диагностика затруднена и часто влечет ошибки при постановке диагноза,а следовательно, и лечении. Поэтому, поиск новых методов диагностики, ■ . является актуальным в неврологии. В качестве дополнительного на- ' ми предложен криеталломорфологический метод,применение которого -показало,что изменения химического состава и физических свойств ликвора отображается на форме и кинетике растущих кристаллов. Это, как показали нави исследования можно использовать в качестве дифференциальной диагностики.

Явление кристаллизации известно с древних времэй. Всякая .

кристаллизация это переход каких-либо частиц (атомов,мола- . кул, ионов) в кристаллическую фазу, есть физико-химическая реакция. Процесс этот возможен из любых дисперсных фаз (жидких и газообразных). Наиболее изученным и интересующим нас является способ кристаллизации из жидки: фаз. В ряде работ Ю. И. Смирнова : (1981,1983),показано что изменения концентрации и комлонентности раствора влияют на габитус и кинетику растущих кристаллов. Жидкости, входящие в состав организма человека (лиыфа,кровь,моча, ликвор,тканевая жидкость и другие) с позиций растворов являются многокомпонентными системами,химический состав и физические характеристики которых меняется при патологических процессах. Естественно предположить, что в этих жидкостях,как средах кристаллизации, могут проявляться те жа закономерности,которые хорошо изучены в расплавах или концентрированных растворах.

. Исследования прозадшшсь на ликворе 140 больных обоего пола, находящихся на лечении в клинике по поводу различных нарушений центральной нервной системы.' Больные были разделены на три .группы ¡первая - 96 больных инфекционными заболеваниями (менингиты, энцефалиты, арахноидиты); вторая - 32 больных опухолями головного и спинного мозга;третья -12 больных рассеянный склероз, зон. Кроме того, обследован ликвор здоровых лиц контрольной группы в количестве 12 человек (7 мужчин и 5 женщин) для отработки собственных нормативов. Диагноз устанавливался в клинике на основании общепринятых методик. Для более точной диагностики наш был предложен кристалломорфологический метод исследования ликвора (спинно-мозговой жидкости). Ликвор брали в стационарных условиях путем поясничного прокола иа подпаутинного пространства. в лаборатории к ликвору' добавляли кристаллообразушэе вещество, смесь отстаивали, фильтровали и оставляли в чашках Пзтри на 10-12 часов,после чего образовавшиеся кристаллы исследовали и фотографировали под микросколом.

Е качестве кристаллообразуюшэго вешрства нами выбран нин-гидрин. Нингидрин зто органическое вещество,гидрат трикетоиндана ( С$ Ге о,),применяется как реактив для определения альфа аминокислот,' Нами спиртовой раствор нингидрина используется в качестве диагностического вещества, так как образует четкие и

стойкий кристаллы. Целесообразность применения подтверждена авторским свидетельством на изобретение Н1412738 от 1985.

Для сопоставления кристаллом^; ¡^логических картин были закристаллизованы ликвор без нингидоина, спиртовой раствор нингидр на, спиртовой раствор нингидрина с ликвором здоровых лиц и спиртовые растворы нингидрина с ликвором больных с некоторыми патологиями центральной нервной системы.. Для полученных гомоге-'Натов высчйтывалась скорость роста кристгллов и плотность центров кристаллизации.

Ликьор без кристаллобразующего вещества имел вид неоднородной массы,среди которой обнаруживались нечеткие, плоские образования в виде квадратов неправильной Форш.

При кристаллизации спиртового раствора нингидрина без добавок образуются крупные кристаллы в форме правильных сферолитов, количество лучей, выходящих из одного центра кристаллизации, значительно: от 35 до 40. Лучи тонкие, с четко выраженной морфологией, одинаковые по длине и толщине.' Шгатность'центров крис-_ таллизации 4,£~» 10 смТ' Скорость роста кристаллов 3,8-10 мм* с".' Размеры - 4,0 см (табл.1).

Форма кристаллов менялась при добавлении и спиртовой раствор нингидрина ликвора здорового человека из контрольной группы. Кристаллы сохраняли форму сферолитов, то есть шшгидрина( диагностического вещества),но имели многочисленные лучи, неодинаковые по длине,между лучами вклинивались скопления аморфного вещества. Эти изменения связаны с появлением добавок,входящих в состав ликвора. Таким образом, происходила закономерная смена форм растущих кристаллов для систем с малым содержанием примесей. Плотность центров кристаллизации увеличивалась до 4,9-10 см . Скорость роста кристаллов -3,8;10 мм- с"'. Размеры кристаллов 4 см (табл.1).

Первую группу исследуемых составили больные некоторыми инфекционными заболеваниями центральной нервней системы (менингитами, энцефалитами, арахноидитами, радикулитами и грыжами диска).. Результаты наших исследований показали, что клиническая картина и лабораторные данные для ликвора при данных заболеваниях сходны.

При кристаллизации ликвора у этой Группы больных, в отличив от закристаллизованного спиртового раствора нингидрина с лик-

ворам здоровых лиц, кристаллы приобретают вид не только сфероли-тов.но и полусферолитов с лучами различной длины, утолщенными, на которых появляется дополнительные ветви второго порядка,либо растут мелкие сфе ролиты. Между лучами видны скопления- вещества в . виде а),юрфной массы.

При выращивании кристаллов из раствора происходит переход одного или нескольких компонентов из жидкой фазы в кристаллическую. При этом особое значение имеет действие примесей (загрязнения, компоненты раствора и так далее),которые ужа в небольших концентрациях могут вызвать резко выраженные кинетические эффекты. Примесями инициируются изменения вяакости раствора, влияющие на подвижность в растворе,а следовательно,на процессы переноса и адсорбции атомов, молекул или ионов. Адсорбция может происходить преимущественно на таких местах поверхности, как ступени иди изломы .блокировать отложение структурных частиц и вызывать изменения кинетики роста. Адсорбция может изменить условия в слое жидкости перед фазовой границей,повлиять на подвижность, время пребывания, диффузный путь в атом слое,и тем самым, воздействовать на кинетику реакций при кристаллизации (Еильке К.-Т. ,1977).

Сфералитная форма роста кристаллов подробно изучена 0. Леченном (1948). Сферолит возникает в результате раешэпления кристалла на тонкие волокна, выходящих по радиусу из одного центра Причиной раешэпления является неоднородность среды,повышенная вязкость субстрата. При этом отмечаются -быстрый рост сферодита и крупные его размеры. Таким образом,появление сферолитов можно объяснить вязкостью субстрата и повышением концентрации веществ ликвора (белка,сахара,количества клеток).

Однако,визуальные характеристики являются субъективными и могут применяться только при предварительной классификации групп заболеваний. Шэтому нами предложена количественная оценка процесса кристаллизации в биологических субстратах по аналогии с закономерностями кинетики роста в неорганических средах,

Известно мало случаев близкого идеальному роста кристаллов. При росте реального кристалла в его решетке образуются дефекта Объясняется это тем, что атомы или.ионы могут замещать некоторые элементы решетки или внедряться в нее (О. Г. Козлова, 1980).

В металлографии существует способ оценки количества дефектов по плотности ямок травления. Аналогичный способ подсчета плотности центров кристаллизации применен нэгч для оценки количества включений чужеродных веществ и возникающих зародышей кристаллов в ли-агностическом объекте.

Форма кристалла является результатом различия скоростей роста различных граней,то есть скорости притяжения или отталкивания частиц;образующих субстрат, на растущэм кристалле (Дж. а Маллин,1965).. Поэтому,показателем особенности кристаллизации является старость роста кристаллов. Косвенно показателем мета могут служить размеры кристаллов.

Плотность центров кристаллизации,скорость роста и размеры кристаллов при инфекционных заболеваниях отличались от показателей здорового человека. Они находились в определенных доверительных интервалах,параметры которых (5,3<п<9,0) • 10 см"для плотности центров кристаллизации и (от8,3 до 4,2)-10 мм*с"'-- для скорости роста, кристаллов. Размеры кристаллов от 3,5' до 4 см (табл.1). Данные числовые характеристики получены нам: при статистической обработке результатов.

Следующую группу составили больные с опухо.дми головного и спинного мозга. Изменения химического состава ликтора были следующими: белок - значительно повышен от 0,185 до 3,3 г/л , характерен плейоцитоз (20-40) • 104/л, встречаются опухолевые клетки, давление ликвора резко повышено - 300-400 мм. вод.ст. (табл.1). Исследованиями А. А. Галоян (1967) и В. Г. Вутяняна (1970) установлено, что при опухолях головного и спинного мозга повышение содержания белка происходит зз счет конкретных белков - альбуминов и глобулинов. Нами были проведены опыты по кристаллизации с пробным вещэстЕом отдельно взятых ' альбуминов,глобулинов и их смеси. При этом получены формы кристаллов, идентичные закристаллизованному комплексу нингидрин-ликвор больного опухолью головного или спинного мозха. Кристаллы имели форму тетрагональных пирамид,с четким огранением, с хорошо различимой штриховкой. В ряде случаев появлялись крестообразные формы двойников типа ставролита . Изложенное дало нам основание прийти к выводу, что форм:, кристаллов при опухолях зависит от основного компонента •

- а -

ликвора - белка. На лучах а вида игл в закристаллизованном спиртовом растворе нингидрина растут кристаллы в виде тетрагональных пирамид.

А. В. Щубников (1367) считал, что причиной, вызывающей возникновение пирамид,является сгэдующее. Идеальный рост кристалла предполагает,что на его гранях отлагаются ионы,атомы или молекулы в строго определенном порядке, соответствующем кристаллической решетке данного вещества. Степень совершенства кристалла определяется величиной тех молекул,из которых он формируется. С уменьшением размера молекул строение кристалла приближается к идеальному. При росте реальных кристаллов могут быть различные нарушения такого порядка из-за наличия крупных молекул и повышенной их концентрации. В этом случае молекулы располагаются слоями друг на друге,образуя пирамиды с характерной штриховкой.

. Таким образом,с учетом повышенной концентрации и крупных размеров молекул (белки) в ликворе больных опухолями центральной нервной системы,мы можем объяснить появление определенной формы кристаллов. Причем,кристаллы в виде пирамид растут только при злокачественных опухолях. Доброкачественные- новообразования дают сферолитные кристаллы.

Изменения концентрации и компонентности нашли отражение в количественных характеристиках (табл.1).

У нескольких Сольных ликвор исследовался перед операцией и через некоторое время после нее. . При этом выявлена прямая зависимость между плотностью центров кристаллизации и процессом восстановления.гомеостаза организма, что можно использовать в виде объективного контроля прогесса лечения (рис.1). " ■

Самой малочисленной группой исследованных были больные, с рассеянным склерозом. Ликвор при подозрении на рассеянный склероз берется редко,так как этот процесс резко ухудшает состояние больного. Биохимические показатели ликвор^отмечага незначительное повышение белка от 0,165 до 0,33 г/л, иногда плейоцитоз достигает 20 - 30-10®/л. Давление в норме или пониженное. По литературным данным (Е. М. Цветанова,198б) и у исследуемых нами больных рассеянным склерозом в ликворе отмечено повышенное содержание ионов N3 (3,2 - 3,3 г/л) и С1(7,5 - 8,5 г/л).

Данные биохимических исследований находятся в соответствии

Таблица 1

Плотность центров кристаллизации,скорость роста,размеры кристаллов при некоторых заболеваниях центральной нервной системы -

Серии Плотность центров кристаллизации см""* Скорость роста ^ х1С? мм-.с" Размеры кристаллов см

Частый спирто-товой раствор нингидрина 4,5.10 3,8 4,0+0,01

Спиртовой раствор нингидрина с ликвором здоровых лиц 4,9-10 3,в 4,0+0,01

Менингиты а)серозный О)гнойный . 5,340 8,6-10 4.2 8.3 3,0+0,03 4,0+0,01

Энцефалит 8,9*10 5,9 3,3+0,02

Арахноидит 8,9-10 5,9 3,9+0,01

Остеохондрозы, радикулиты, ., грыжи диска 9,0-10 5,9 3,8+0,1

Опухоли головного и спинного мозга З.в-Ю4, 1,1 0,2+0,01

Рассеянный склероз (включения) .3.1-10. . 4,2 0,3+0,01 р < 0,05

Плотность центров кристаллизации хЮ си*

выздоровление

---—----——*--сутки -

2 - 4 ' б 8 Рис. 1. Зависимость плотности центров кристаллизации от процесса выздоровления

с кристалломорфологической картиной. При кристаллизации отдельно взятых растворов натрия и хлора с белками формировались четко выраженные дендритные ветви, растущие из общего центра, с разо-риентацией в 60*. причем заметны ветви первой и второй генераций. Вся система окружена оболочкой типа гексагона.

Такую форму приобретают кристаллы при низкой, концентрации кристаллообраауюшэго веирства (концентрация ионов натрия и хлора повышена относительно нормы,но все же незначительна);находящегося в замкнутом объеме (между лучами кристаллов,образованных нингид-рином), где кристаллизация начинается с периферии и заканчивается в центре кристалла (О.Г.Козлова, 1991).

Количественные показатели отличаются от показателей для опухолей и инфекционных ваболеваний (табл.1).

Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод .что при различных заболеваниях центральной нервной системы различны форма и размеры кристаллов,скорость роста и плотность центров крис-таллизациии , что может явиться убедительным диагностическим по-

каэателем. Разработанный метод прост и доступен для любой биохимической лаборатории.

2. Кристалломорфологическая,гистологическая и ультраструктурная оценка изменений в венах нижних конечностей

В следующем разделе работы приведены результаты изучения кристалломорфологических исследований стенок вен в сравнении с общепринятыми визуальными, морфологическими методами.

Варикозное расширение вен нижних конечностей - распространенное заболевание, однако, до настоящего времени отсутствует единая,общепринятая классификация степени заболевания,что затрудняет диагностику,лечение и прогноз у больных.

Шд наблюдением находилось 30 больных хирургической клиники ТГМА на базе больницы N4. Из них с Первой стадией -11 .второй -60,третьей - 9 человек. Среди них женщин - 44, мужчин - 36. Кроме того, обследованы поверхностные вены нижних конечностей практически здоровых' лиц контрольной группы- 8 человек (5 мужчин и 3 женщины)-участки вен,которые были получены во время операции по поводу повреждений конечностей. В лаборатории удаленные участки вен весом 0,5 - 2.0 г измельчались,протирались с речным пес-кон смешивались с спиртовым раствором нингидрина, профильтровывались. Фильтрат кристаллизовался,исследовался и фотографировался под микроскопом.

Клинические проявления при первой степени заболевания были незначительными: боли отсутствовали,» вечеру появлялся отек на стопе, исчезающий к утру. Ночью иногда беспокоили судороги в икроножных мышцах,зуд кожи. Вторая степень характеризовалась зна чительными болями в нижних конечностях,отеками,не -проходящими после ночного отдыха, усиленным зудом кожи. . Подкожные вены были значительно расширены, в отдельных местах спаяны с кожей. Отмечалась гиперпигментация в нижней трети голени. Третья степень болезни характеризовалась наличием язв,экзем и иногда кровотечением из вен, стойкими отеками стоп и голеней.

■ Предпринятые наш! исследования стенки вены и данные литературы (А. П. Авцин.В. А. Шахламов, 1979] позволили предположить,что

вены принимают активное участие в динамике кровообращения нижней конечности. Было установлено,что еще до начала формирования объективных признаков варикозной болезни стенки сосудов претерпевают определенные изменения.

' Микроскопические и ультраструктурные исследования стекки большой подкожной вены при первой степени варикозной болезни, игл сравнении с таковыми у здоровых лиц,показали ,что изменению подвергаются все три слоя стенки вены (внутренний - эндотелиаль-лый, средний - интима,наружный - адвентициальный), происходит их утолщение за счет гипертрофии образующих их клеток,свидетельствующей о усилении метаболизма (рис. 2). Внутриклеточные структуры и органоиды аналогичны таковым в норме и лишь указывают на повышение функциональной активности клеток. Однако,обращает на себя внимание изменение ориентации ядра зндотелиальных клеток внутреннего слоя - они располагаются не параллельно,а перпендикулярно движению крови,что по данным литературы (Б. В. Серов,В. Е Пауков, 1974) указывает на начало патологического изменения строения сосуд?.. Но, аналогичные изменения в стенке вены происходят и при других заболеваниях (Е В. Серов, 1975,. В. А. Шахла-мов,19б9). Поэтому,для более точной дифференцировки степени варикозной болезни нами предложен кристалломорфо-лгический метод.

Кристалломорфологические исследования закристаллизованных участков вен здоровых тац в комплексе со спиртовым раствором нингидрина, показали, что кристаллы имеют форму полусферолитов,. игловидные лучи расходятся от центра кристаллизации по радиусу . Они тонкие и имеют одинаковую длину. Полученные результаты "в дальнейшем сравнивались с характеристиками строения и кристалло-морфологичееким рисунком стенки вен при различных стадетх варикозной болезни.

Кристаллы при первой стадии варикозной болезни в ряде случаев имели форму сферолитов, но Солее частой является дендритная кристаллизация. От основного ствола(луча) ответвлялись ветви первого порядка, затем при взаимодействиях с соседним! кристаллами начиналось сложное- ветвление. Формально можно насчитать ветви не тол*ко второго и третьего порядка,но в некоторых случаях и четвертого порядка. Однако,фактически этот эффект является результатом перекрестных контактов ветвей соседствующих дендритов.

Интима Мгдиа Адвентиция

Рис. 2. Толщина слоев стенки вени (С?) на разных стадиях варикозной болезни вен шшшх конечностей

В некоторых случаях,при отсутствии пересечений,из данного центра кристаллизации вырастали структуры, напоминающие сферолитц, с иногда ветви выглядели как бы оплавленными. Возможно, некоторые из них подверглись вторичному растворению.

Таким образом,в кинетике роста кристаллов,в отличие от сосудов здоровых лиц,при первой стадии болезни можно отметить изменение форм кристаллов,что связано со скрытыми физико-химическими процессами. Остальные показатели кинетики кристаллообразования незначительно отличаются от показателей здоровых лиц контрольной группы,что можно объяснить незначитель-

нымн отклонениями условий среды, то есть изменениями химического состава стенки вены.. Поэтому первая стадия варикозной болезни характеризуется незначительными клиническими проявлениями.

Стенка вены при второй степени варикозной болезни претерпевает значительные изменения во всех слоях. Эндотелиальные клетки частично слущиваются. Сохранившиеся - обнаруживают дегенерацию »неточных структур и органоидов. Учитывая значение эндотелиаль-ного слоя,можно предположить снижение процессов питания и защиты стенки вены,

К утолщению вены ведут процессы, происходящие в медии. ' Гладкомышечные волокна ее гипертрофированы,преобладают продольно ориентированные волокна, которые усиленно размножаются. Циркуляр-но расположенные - замещаются коллагеновыми волокнами,что влечет за собой огрубление слоя,снижение его эластичности и разрушение клапанного аппарата. На повышенную функциональную активность указывает увеличение числа капилляров в медии.

Ультраструктурные исследования также указывают на активное замещение глад,.омышечных волокон жировыми клетками, что способствует перерождению медии и снижению ее функций.

В адвентиции число коллагеновых волокон увеличено,они огрублены и ориентированы в разном направлении. Причиной этого, по нашему мнению,является изменение клеточного состава адвентиции, среди клеток которой (малодифференцированные,жировые,тучные и другие) нами особо выделены фибробласты. В норме и при первой степени"болезни.фибробласты активно синтезируют белок коллаген для нужд клетки. При втьрой степени болезни харастерно увеличение числа зрелых фибробластов, ультраструктурные исследования которых указывают на повышенную коллагенообразуюшую активность данных клеток и выведение белка-коллагена в межклеточное пространство.

Эти изменения находят свое отражение в кристаллограммах. Кристаллы, при кристаллизации вен больных варикозное болезнью второй степени,растут в общей форме полусфэролитов. Лучи колосообразно изогнутые,исходят по шесть-семь из центра кристаллизации, имеют дополнительные ветви второго порядка. Изгибы происходят в связи с регулирующей ролью основы ' - подобно изогнутым дендритам льда на морозных окнах. Характерны вискеры со сложной морфологией боковой грани с попытками ветвления,но-не переходя-, щие в Ч9Т1ЭД выраженные дендриты. Такое строение лучей мы объясняем тормозящими свойствами жироеой ткани.

; Нами отдельно была-закристаллизована жировая ткань со спиртовым раствором нингидрина. В этом случае формировались крупные кристаллы с прозрачными лучами, прямоугольной Форш, расположенными под углом 30° друг к другу.

Третья степень варикозной болезни характеризуется необратимыми, дегенеративными процессами. Под световым микроскопом интима не определяется, что позволяет предположить резкое снижение защитной и питательной функций стенки вены. ' Количество гладкомы-шечных волокон медии сокращается.за счзт" замещения их коллагено-выми волокнами и жировыми клетками. Значительно 'возрастает число капилляров. Стенки их, по сравнению со второй степенью болезни, деформированы, целостность их нарушена и эритроциты выходят в окружающую среду. В адвентициальном слое обнаружена смена зрелых фибробластов на фиброциты с признаками деструкции,проявляющимися в редукциях органоидов, которые способствуют синтезу,накоплению и выведению белка коллагена (ядро,цитоплазматический ретику-лум, пластинчатый комплекс и митохондрии).. ...

При третьей "степени варикозной болезни в кристаллообразуи-щем объекте (стенки Еены) содержится большое количество эритроцитов. Как было выяснено экспериментально и подтверждается литературными данными (А. П. Калинин с соавт. 1987;И. Л. Теодор с со-авт. ,1985),эритроциты не являются участками центров кристаллизации, а склеиваются и группируются. Всю основу чашки Петри покрывают островки скоплений эритроцитов. Кристаллы или не образуется или растут единичные, очень крупные дендриты в виде отдельных ломаных лучей, утолщенных, -прозрачных,появление которых мы объясняем наличием большого количества жировой ткани.

Обращает на себя внимание тот факт,что плотность центре., кристаллизации,скорость роста и размеры кристаллов при всех стадиях варикозной болезни одинаковые(табл. 2). Это указывает на сходство происходящих процессов,их однонаправленность и объективность. А незначительные отличия отражают лишь нарастание изменений,ведущих к углублению патологии в исследуемых сосудах.

Таким образом,наши исследования дают основание прийти к заключению о том, что кристалломорфологический метод оценки степени изменений в стенке вены при _арикоэной болезни по сравнению с общеизвестными и принятыми на вооружение в хирургии (морфологический и другие)солее информативен, показателен и точен. Он позволяет не только судить о степени и

Таблица 2

Плотность центров кристаллизации,скорость роста и размеры кристаллов при варикозной болезни болезни вен нижних конечностей

Серии Плотность центров- Скорось роста Размеры

• кристаллизации в кристаллов кристаллов

"А »3 - I

10» см 10* мм-с см

Характеристика вен здоровых людей 3,8+0,2 7,20+1,41 4,10+0,21

Первая степень 4,3+0,2 7,60+1,84 3,70+0,54

Вторая степень 6,2+0,4 7,60+1,64 2,76+0,61

Третья степень - 7,50+1,03 1,60+0,20

- Р < 0,05.

глубине изменений • в различных слоях сосудистой стенки, но и об особенностях этих изменений, характерных для каждой стадии в комплексной характеристике структурных, элементов. При этом, что особенно важно, четко прослеживается закономерность их выраженности, расположения, количества в зависимости от стадии заболевания.

При третьей степени варикозной болезни, когда клинически и морфологически в стенке вены развиваются необратимые дегенеративные процессы,кристалломорфологический метод наглядно это подтверждает,показывая объективно нарушения комплексности и структурности элементов.

. И? изложенного следует,что кристалломорфологический метод в диагностике степени и глубины изменений стенки вен нгчболае объективен,может оцениваться качественно и количественно,что дает нам основание рекомендовать его практическому здравоохранении.

ВЫВОДЫ

1. Изучена кристаллизация в биологических средах с позиций обвдге заканоМерностей теории ' кристалл!1зации на основе одного макроксмпонента с, добавлением растворенных веществ в"пределах не более 1Г. жидкости жшых организмов (ликвора, лимфы, крови).

2. Показано, что изменение компонентности рассмотренных сис-. тем при патологических, состояниях организма человека влияет на

образование сложных форм кристаллов пробного вещества в направлении изменений: антискелет - гранная форма -скелет -дендрит(сфе-,'ролит). •

3. Впервые на основании рассмотрения реакционной и . кристал- . лизационной способностей в качестве пробного (диагностическое * го)вещества применен нингидрин (гидрат трикетониндана), который в отличие от используемих ранее НаС1 и СиС1а .обеспечивает более

. точную диагностику в медицине.

4. Разработан количественный признак для оценки состояния организма человека по подсчету числа центров кристаллизации (ЦК) пробного вещества в жидкостях и апробирован для изучения ряда заболеваний центральной нервной системы.

5. При изучении кристалломорфологических картин стенок вен у здоровых лиц и больных варикозным расширением вёи нижних конечностей отмечено изменение и разделение текстур в зависимости от степени варикозной болезни - чем она ярче выражена,тем изменения значительнее и.необратимее. ------- - • "

6. Доказано, что кристалломорфологический метод оценки в стенке вены позволяет судить о глубине, последовательности, закономерности и характере патологии.

7. В случае длительного течения варикозной болезни с развитием трофических изменений в тканях (язвы, экземы, тромбофлебиты) кристалломофологический метод подтверждает необратимые процессы, связанные с нарушениями комплексности и структурности элементов,образующих стенку вены.

8. Изучение кристалдоыорфологического рисунка, ликвора при некоторых заболеваниях центральной нервной системы показала, что . кристаллы имеют строго специфичную форму; при инфекционных •зава- . леваниях - сферолитов, опухолях - тетрагональных пирамид, рассеянном склерозе - реберных форм с гексагональными тройниками про-гастания, что оказалось важным для дифференциальной диагностики.

9. Формы кристаллов зависят от химического состава вристал-. лообразующих веществ: тетрагональные пирамиды кристаллов при

. опухолях мозга растут под влиянием повышенного содержания бедка, в ликворе,увеличение числа жировых клеток в стенках вен при варикозной болезни ведет к росту кристаллов с утолщенными ду-' чами прямоугольной формы. Доказано наличие корреляции между плотностью центров кристаллизации и концентрацией белка в ликворе.

10. Микроскопическое и ультраструктурное изучение строения стенки вены показало, что основными изменениями при первой стадии варикозной бо;:еэни является гипертрофия всех трех слоев вены.' При второй - частичное разрушение интимы,уменьшается медия за счет перерождения,в адвентиции - огрубление коллагеновых,эластических волокон и увеличение числа капилляров. При третьей - полное отсутствие интимы, разрыхлению медии и адвентиция. Изменения фибробластов свидетельствуют о нарушении коллагеноббразования (ядро, цитоплазматический ретикулум,пластинчатый комплекс, митохондрии) . Указанные изменения коррелируют со скоростью роста кристаллов пробного( диагностического) вещества, плотностью центров кристаллизации и сложными формами кристаллов.

Основное содержание диссертации опубликовано в< работах:

1. Кристалломорфология при диагностике заболеваний головного мозга.// КГУ Физика кристаллизации вып.7.1984. - С.115-117 (в соавт. с А. Н. Гордиенко.А. Н. Филшювым).

2. Способ диагностики заболеваний центральной нервной системы.// А. С. 1412738 СССР 1985 (В соавт. с А.Н.Филиповым, И ¡1 Смирновым, А. Е Гордиенко, Л. Е Воронцовой).

3. йэвые информативные возможности ликвора при исследовании

" его кристалломорфологическим методом. // КГМИ Новые информативные методы диайюстики и лечения, применяемые в клинике Вып. 1.1985. -С. 17-19. (в соавт. с А. Н Филиповым).

4. Статистический метод исследования ликвора. // КГУ Физика кристаллизации 1985. - С. 87-89 (в соавт. ё А. Е Филиповым).

5. Кристалломорфология систем ликвор-диагностическое ве-п^ство.// КГУ Физика-кристаллизации 1938. - С. 97-101 (в соавт. с А. П. Гордеевым, В. II Тарабанчук).

В. КурСатова Л. А.' Применение кристалаоморфологического метода В хирургии. // ТГЫА Материалы научной конференции 1994. -С. 48.

7. Кристалломорфологическая характеристика вен при варикозной Оолезни.// ТвГУ Физика кристаллизации 1994. - С. 88-92. (в соавт. с И. А. Комаровым, Г. В. хьмулло, КХ М. Смирновым).

в. Курбатова Л. А. Кристаллизация в биологических средах, •//ТГМА Тезисы докладов 1992. - С. 55.

' 9. Кристаллизация диагностического вешэства в ликворе. // Ле-нингр. горный институт Тезисы докладов 1984. - С. 6 (в соавт. с А. Е Гордиенко).