microcirculationРегионарное кровообращение и микроциркуляцияRegional blood circulation and microcirculation1682-66552712-9756Academician I.P. Pavlov First St. Petersburg State Medical University10.24884/1682-6655-2019-18-2-70-77microcirculation-419Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ)ORIGINAL ARTICLES (EXPERIMENTAL INVESTIGATIONS)Структурные и функциональные особенности эндотелия сосудов сердца половозрелых крыс по данным иммуногистохимического исследованияStructural and functional peculiarities of the endothelium of heart vessels of mature rats according to immunistochemical studiesЧумасовЕ. И.ChumasovE. I.

Чумасов Евгений Иванович – д-р биол. наук, профессор, старший научный сотрудник Лаборатории функциональной морфологии центральной и периферической нервной системы Отдела общей и частной морфологии 

профессор кафедры биологии, экологии и гистологии 

Chumasov Evgeny Ivanovich – professor, senior researcher, Laboratory of Functional Morphology of the Central and Peripheral Nervous System, Department of General and Special morphology

professor of the Department of Biology, Ecology and Histology

iemmorphol@yandex.ruПетроваЕ. С.PetrovaE. S.

Петрова Елена Сергеевна – канд. биол. наук, старший научный сотрудник Лаборатории функциональной морфологии центральной и периферической нервной системы Отдела общей и частной морфологии

Petrova Elena Sergeevna – PhD, senior researcher, Laboratory of Functional Morphology of the Central and Peripheral Nervous System, Department of General and Special morphology

iemmorphol@yandex.ruКоржевскийД. Э.KorzhevskiiD. E.

Коржевский Дмитрий Эдуардович – д-р мед. наук, профессор РАН, зав. Лабораторией функциональной морфологии центральной и периферической нервной системы Отдела общей и частной морфологии

Korzhevskii Dmitrii Eduardovich – Doctor of Medicine (MD) in Histology and Cytology; Professor of the Russian Academy of Sciences, Chef of the Laboratory of Functional Morphology of the Central and Peripheral Nervous System, Department of General and Special morphology

iemmorphol@yandex.ruФедеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт экспериментальной медицины»; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургская государственная академия ветеринарной медицины»РоссияInstitute of Experimental Medicine; Saint-Petersburg State Academy of Veterinary MedicineRussian FederationФедеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт экспериментальной медицины»РоссияInstitute of Experimental MedicineRussian Federation2019120720191827077Copyright © Чумасов Е.И., Петрова Е.С., Коржевский Д.Э., 20192019Чумасов Е.И., Петрова Е.С., Коржевский Д.Э.Chumasov E.I., Petrova E.S., Korzhevskii D.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.microcirc.ru/jour/article/view/419

Актуальность исследования связана с современной точкой зрения о том, что дисфункция эндотелия может лежать в основе таких социально значимых заболеваний, как атеросклероз, диабет, варикозная болезнь вен, сердечная недостаточность и др.

Цель работы – изучение морфофункциональных особенностей эндотелия сосудов сердца половозрелой крысы с помощью иммуногистохимического маркирования фактора Виллебранда (фВ).

Материал и методы

Материал и методы. Работа выполнена на половозрелых крысах «Вистар» (n=12). Для иммуногистохимического выявления фВ применяли поликлональные кроличьи антитела. Реакция осуществлялась на парафиновых срезах, проходящих через все сердце.

Результаты

Результаты. Показано, что иммуноположительная реакция на фВ (фВ+ ) в эндотелии разных областей сердца крысы неодинакова. Обнаружена тенденция к ослаблению фВ+ -реакции в направлении от основания сердца к его верхушке. Наиболее активные в функциональном отношении эндотелиальные клетки, с признаками экзоцитоза или секреции, наблюдались в выстилке корня аорты, крупных коронарных артерий эпикарда, фиброзного кольца, клапанного аппарата и подаортального конуса. Менее выражена фВ+ -реакция в эндотелии, выстилающем полости предсердий и желудочков, и в капиллярах микроциркуляторного русла миокарда.

Выводы

Выводы. Применение иммуногистохимической реакции на фВ позволило изучить эндотелий различных отделов сердца крысы и выявить структурные особенности, связанные с увеличением секреции эндотелиоцитов. Дальнейшие исследования в этом направлении могут иметь важное значение для объяснения механизмов и диагностики эндотелиальной дисфункции.

The relevance of the study is connected with the modern point of view that endothelial dysfunction may be the cause of such socially significant diseases as atherosclerosis, diabetes, varicose veins, etc. The aim of the work is to study the morphofunctional peculiarities of the endothelium of the cardiovascular vessels of the mature rat using Willebrand factor (vWF) immunohistochemistry.

Material and methods

Material and methods. We used mature Wistar rats (n = 12). Polyclonal rabbit antibodies were used for the immunohistochemical detection of vWF. The reaction was carried out on paraffin sections, made through the whole heart.

Results

Results. It was shown that the immunopositive reaction to vWF (vWF+ ) in the endothelium of different regions of the rat heart is not uniform. A tendency was found to weaken the vWF+ reaction in the direction from the base of the heart to its apex. Most functionally active endothelial cells with signs of exocytosis were observed in the aortic root, the large coronary arteries of the epicardium, the fibrous ring, the valves and the subaortal cone. vWF+ was less pronounced in the endothelium lining the atrial and ventricular cavities and in the myocardial capillaries.

Conclusions

Conclusions. Using immunohistochemical detection of the vWF, the endothelium features of different parts of the rat heart were identified. Structural features due to increased secretion of vascular endothelial cells of the heart were revealed. Further research in this direction may be important to explain the mechanisms and diagnosis of endothelial dysfunction.

фактор Виллебрандаэндотелийсердцеиммуногистохимияvon Willebrand factorendotheliumheartimmunohistochemistryReferencesБанин В. В. Роль внеклеточного матрикса в регуляции ангиогенеза // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. – 2006. – Т. 5, № 1. – С. 13–19. [Banin VV. Rol’ vnekletochnogo matriksa v reguljacii angiogeneza. Regionarnoe krovoobrawenie i mikrocirkuljacija. 2006;5(1): 13–19. (In Russ.)].Банин В. В. Роль внеклеточного матрикса в регуляции ангиогенеза // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. – 2006. – Т. 5, № 1. – С. 13–19. [Banin VV. Rol’ vnekletochnogo matriksa v reguljacii angiogeneza. Regionarnoe krovoobrawenie i mikrocirkuljacija. 2006;5(1): 13–19. (In Russ.)].Васина Л. В., Власов Т. Д., Петрищев Н. Н. Функциональная гетерогенность эндотелия (обзор) // Артериальная гипертензия. – 2017. – Т. 23, № 2. – С. 88–102. [Vasina LV, Vlasov TD, Petriwev NN. Funkcional’naja geterogennost’ jendotelija (obzor). Arterial’naja gipertenzija. 2017;23(2):88–102. (In Russ.)]. Doi: doi.org/10.18705/1607- 419X-2017-23-2-88-102.Васина Л. В., Власов Т. Д., Петрищев Н. Н. Функциональная гетерогенность эндотелия (обзор) // Артериальная гипертензия. – 2017. – Т. 23, № 2. – С. 88–102. [Vasina LV, Vlasov TD, Petriwev NN. Funkcional’naja geterogennost’ jendotelija (obzor). Arterial’naja gipertenzija. 2017;23(2):88–102. (In Russ.)]. Doi: doi.org/10.18705/1607- 419X-2017-23-2-88-102.Коржевский Д. Э., Кирик О. В., Сухорукова Е. Г. и др. Фактор Виллебранда эндотелиоцитов кровеносных сосудов и его использование в иммуноморфологических исследованиях // Мед. академ. журн. – 2017. – Т. 17, № 1. – С. 34–40. [Korzhevskij DJE., Kirik OV., Suhorukova EG., Alekseeva OS., SHajdakov EV. Faktor Villebranda jendoteliocitov krovenosnyh sosudov i ego ispol’zovanie v immunomorfologicheskih issledovanijahe. Medicinskij akademicheskij zhurnal. 2017;17(1):34–40. (In Russ.)].Коржевский Д. Э., Кирик О. В., Сухорукова Е. Г. и др. Фактор Виллебранда эндотелиоцитов кровеносных сосудов и его использование в иммуноморфологических исследованиях // Мед. академ. журн. – 2017. – Т. 17, № 1. – С. 34–40. [Korzhevskij DJE., Kirik OV., Suhorukova EG., Alekseeva OS., SHajdakov EV. Faktor Villebranda jendoteliocitov krovenosnyh sosudov i ego ispol’zovanie v immunomorfologicheskih issledovanijahe. Medicinskij akademicheskij zhurnal. 2017;17(1):34–40. (In Russ.)].Чумасов Е. И., Петрова Е. С., Коржевский Д. Э. Структурно-функциональная характеристика эндотелиальных клеток сосудов сердца новорожденной крысы (иммунногистохимическое исследование) // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. – 2018. – Т. 17, № 2. – С. 80–85. [CHumasov EI, Petrova ES, Korzhevskij DJE. Strukturno-funkcional’naja harakteristika jendotelial’nyh kletok sosudov serdca novorozhdennoj krysy (immunnogistohimicheskoe issledovanie). Regionarnoe krovoobrawenie i mikrocirkuljacija. 2018;17(2):80–85. (In Russ.)]. Doi: 10.24884/1682-6655-2018-17-2-78-83.Чумасов Е. И., Петрова Е. С., Коржевский Д. Э. Структурно-функциональная характеристика эндотелиальных клеток сосудов сердца новорожденной крысы (иммунногистохимическое исследование) // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. – 2018. – Т. 17, № 2. – С. 80–85. [CHumasov EI, Petrova ES, Korzhevskij DJE. Strukturno-funkcional’naja harakteristika jendotelial’nyh kletok sosudov serdca novorozhdennoj krysy (immunnogistohimicheskoe issledovanie). Regionarnoe krovoobrawenie i mikrocirkuljacija. 2018;17(2):80–85. (In Russ.)]. Doi: 10.24884/1682-6655-2018-17-2-78-83.Шабров А. В., Апресян А. Г., Добкес А. Л. и др. Роль и методы оценки эндотелиальной дисфункции в практической медицине // Мед. академ. журн. – 2017. – Т. 17, № 1. – С. 7–23. [Shabrov AV, Apresjan AG, Dobkes AL, Ermolov SJU, Ermolova TV, Manasjan SG, Serdjukov SV. Rol’ i metody ocenki jendotelial’noj disfunkcii v prakticheskoj medicine. Medicinskij akademicheskij zhurnal. 2017;17(1):7–23. (In Russ.)].Шабров А. В., Апресян А. Г., Добкес А. Л. и др. Роль и методы оценки эндотелиальной дисфункции в практической медицине // Мед. академ. журн. – 2017. – Т. 17, № 1. – С. 7–23. [Shabrov AV, Apresjan AG, Dobkes AL, Ermolov SJU, Ermolova TV, Manasjan SG, Serdjukov SV. Rol’ i metody ocenki jendotelial’noj disfunkcii v prakticheskoj medicine. Medicinskij akademicheskij zhurnal. 2017;17(1):7–23. (In Russ.)].Петрищев Н. Н. Дисфункция эндотелия: патогенетическое значение и методы коррекции. – СПб.: СПб ИИЦ ВМА, 2007. – 269 с. [Petriwev NN. Disfunkcija jendotelija. Patogeneticheskoe znachenie i metody korrekcii. SPb., SPb IIC VMA, 2007:269. (In Russ.)].Петрищев Н. Н. Дисфункция эндотелия: патогенетическое значение и методы коррекции. – СПб.: СПб ИИЦ ВМА, 2007. – 269 с. [Petriwev NN. Disfunkcija jendotelija. Patogeneticheskoe znachenie i metody korrekcii. SPb., SPb IIC VMA, 2007:269. (In Russ.)].Сухорукова Е. Г., Кирик О. В., Коржевский Д. Э. Выявление телец Вейбеля-Паладе при помощи иммуноцитохимической реакции на фактор Виллебранда и конфокальной лазерной микроскопии // Морфология. – 2018. – Т. 153, № 1. – С. 71–75. [Suhorukova EG, Kirik OV, Korzhevskij DJE. Vyjavlenie telec Vejbelja-Palade pri pomowi immunocitohimicheskoj reakcii na faktor Villebranda i konfokal’noj lazernoj mikroskopii. Morfologija. 2018;153(1):71–75. (In Russ.)].Сухорукова Е. Г., Кирик О. В., Коржевский Д. Э. Выявление телец Вейбеля-Паладе при помощи иммуноцитохимической реакции на фактор Виллебранда и конфокальной лазерной микроскопии // Морфология. – 2018. – Т. 153, № 1. – С. 71–75. [Suhorukova EG, Kirik OV, Korzhevskij DJE. Vyjavlenie telec Vejbelja-Palade pri pomowi immunocitohimicheskoj reakcii na faktor Villebranda i konfokal’noj lazernoj mikroskopii. Morfologija. 2018;153(1):71–75. (In Russ.)].Шайдаков Е. В., Евлахов В. И. Роль эндотелия в патогенезе хронической постэмболической легочной гипертензии // Ангиол. и сосуд. хир. – 2016. – Т. 22, № 1. – С. 22– 27. [Shajdakov EV, Evlahov VI. Rol’ jendotelija v patogeneze hronicheskoj postjemboli cheskoj ljogochnoj gipertenzii. Angiologija i sosudistaja hirurgija. 2016;22(1):22–27. (In Russ.)].Шайдаков Е. В., Евлахов В. И. Роль эндотелия в патогенезе хронической постэмболической легочной гипертензии // Ангиол. и сосуд. хир. – 2016. – Т. 22, № 1. – С. 22– 27. [Shajdakov EV, Evlahov VI. Rol’ jendotelija v patogeneze hronicheskoj postjemboli cheskoj ljogochnoj gipertenzii. Angiologija i sosudistaja hirurgija. 2016;22(1):22–27. (In Russ.)].Babich V, Knipe L, Hewlett L, Meli A, Dempster J, Hannah MJ, Carter T. Differential effect of extracellular acidosis on the release and dispersal of soluble and membrane proteins secreted from the Weibel-Palade body. J. Biol. Chem. 2009;284(18):12459–12468. Doi: 10.1074/jbc.M809235200.Babich V, Knipe L, Hewlett L, Meli A, Dempster J, Hannah MJ, Carter T. Differential effect of extracellular acidosis on the release and dispersal of soluble and membrane proteins secreted from the Weibel-Palade body. J. Biol. Chem. 2009;284(18):12459–12468. Doi: 10.1074/jbc.M809235200.Michaux G, Cutler DF. How to roll endothelial cigar: the biogenesis of Weibel-Palade bodies. Traffic. 2004;5(2):69–78.Michaux G, Cutler DF. How to roll endothelial cigar: the biogenesis of Weibel-Palade bodies. Traffic. 2004;5(2):69–78.Valentijn KM, van Driel LF, Mourik MJ. Multigranular exocytosis of Weibel-Palade bodies in vascular endothelial cells. Blood. 2010;116(10):1807–1816. Doi: 10.1182/blood2010-03-274209.Valentijn KM, van Driel LF, Mourik MJ. Multigranular exocytosis of Weibel-Palade bodies in vascular endothelial cells. Blood. 2010;116(10):1807–1816. Doi: 10.1182/blood2010-03-274209.Wagner DD, Bonfanti R. von Willebrand factor and the endothelium. Mayo Clin. Proc. 1991;66(6):621–627.Wagner DD, Bonfanti R. von Willebrand factor and the endothelium. Mayo Clin. Proc. 1991;66(6):621–627.Weibel ER, Palade GE. New cytoplasmic components in arterial endothelia. J. Cell Biol. 1964;(23):101–112.Weibel ER, Palade GE. New cytoplasmic components in arterial endothelia. J. Cell Biol. 1964;(23):101–112.Коржевский Д. Э., Кирик О. В., Петрова Е. С. и др. Теоретические основы и практическое применение методов иммуногистохимии / под ред Д. Э. Коржевского. – 2-е изд., испр. и доп. СПб., 2014. – 119 с. [Korzhevskij DJE, Kirik OV, Petrova ES, Karpenko MN, Grigor’ev IP, Suhorukova EG, Kolos EA, Giljarov AV. Teoreticheskie osnovy i prakticheskoe primenenie metodov immunogistohimii / pod red D. Je. Korzhevskogo. 2-e izdanie, ispravlennoe i dopolnennoe. SPb., 2014:119. (In Russ.)].Коржевский Д. Э., Кирик О. В., Петрова Е. С. и др. Теоретические основы и практическое применение методов иммуногистохимии / под ред Д. Э. Коржевского. – 2-е изд., испр. и доп. СПб., 2014. – 119 с. [Korzhevskij DJE, Kirik OV, Petrova ES, Karpenko MN, Grigor’ev IP, Suhorukova EG, Kolos EA, Giljarov AV. Teoreticheskie osnovy i prakticheskoe primenenie metodov immunogistohimii / pod red D. Je. Korzhevskogo. 2-e izdanie, ispravlennoe i dopolnennoe. SPb., 2014:119. (In Russ.)].Nightingale N, Cutler D. The secretion von Willebrand factor from endothelial cells; an increasingly complicated story. J. Thromb. Haemost. 2013;11(1):192–201. Doi: doi:10.1111/jth.12225.Nightingale N, Cutler D. The secretion von Willebrand factor from endothelial cells; an increasingly complicated story. J. Thromb. Haemost. 2013;11(1):192–201. Doi: doi:10.1111/jth.12225.Richardson M, Tinlin S, De Reske M. Morphological alterations in endothelial cells associated with the release of von Willebrand factor after thrombin generation in vivo. Arterioscler . Thromb. 1994;14(6):990–999.Richardson M, Tinlin S, De Reske M. Morphological alterations in endothelial cells associated with the release of von Willebrand factor after thrombin generation in vivo. Arterioscler . Thromb. 1994;14(6):990–999.Weibel ER. Fifty years of Weibel–Palade bodies: the discovery and early history of an enigmatic organelle of endothelial cells. J. Thromb. Haemost. 2012;10:979–984. Doi: doi:10.1111/j.1538-7836.2012.04718.x.Weibel ER. Fifty years of Weibel–Palade bodies: the discovery and early history of an enigmatic organelle of endothelial cells. J. Thromb. Haemost. 2012;10:979–984. Doi: doi:10.1111/j.1538-7836.2012.04718.x.Huang RH, Wang Y, Roth R, Yu X, Purvis AR, Heuser JE, Egelman EH, Sadler JE. Assembly of Weibel–Palade body-like tubules from N–terminal domains of von Willebrand factor. Proc. Natl. Acad. Sci USA. 2008;105(2):482–487. Doi: doi:10.1073/pnas.0710079105.Huang RH, Wang Y, Roth R, Yu X, Purvis AR, Heuser JE, Egelman EH, Sadler JE. Assembly of Weibel–Palade body-like tubules from N–terminal domains of von Willebrand factor. Proc. Natl. Acad. Sci USA. 2008;105(2):482–487. Doi: doi:10.1073/pnas.0710079105.Boneu B, Abbal M, Plante J, Bierme R. Letter: Factor-VIII complex and endothelial damage. Lancet. 1975; 1(7922):1430.Boneu B, Abbal M, Plante J, Bierme R. Letter: Factor-VIII complex and endothelial damage. Lancet. 1975; 1(7922):1430.Fujimoto S. Degranulation of endothelial specific granules of the toad aorta after treatment with compound 48/80. Anat. Rec. 1982;203(2):197–204. Doi: 10.1002/ar. 1092030202.Fujimoto S. Degranulation of endothelial specific granules of the toad aorta after treatment with compound 48/80. Anat. Rec. 1982;203(2):197–204. Doi: 10.1002/ar. 1092030202.Kumar RA, Moake JL, Nolasco L, Bergeron AL, Sun C, Dong JF, McIntire LV. Enhanced platelet adhesion and aggregation by endothelial cell-derived unusually large multimers of von Willebrand factor. Biorheology. Biorheology. 2006;43(5):681–691.Kumar RA, Moake JL, Nolasco L, Bergeron AL, Sun C, Dong JF, McIntire LV. Enhanced platelet adhesion and aggregation by endothelial cell-derived unusually large multimers of von Willebrand factor. Biorheology. Biorheology. 2006;43(5):681–691.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.