SAĞLAMLIQ

NORMADA VƏ AĞ CİYƏRLƏRİN KƏSKİN ZƏDƏLƏNMƏSİ ZAMANI ЕПИТЕЛИАЛ ВЯ СТРОМАЛ КОМПОНЕНТЛЯРИН УЛТРАСТРУКТУР ГУРУЛУШ ХЦСУСИЙЙЯТЛЯРИ (EKSPERİMENTAL TƏDQİQATLAR)

08-10-2018

Синдром острого паренхиматозного повреждения лёгких (СОПЛ) с момента описания Asbauh и др. в 1967 г. обозначался как «респираторный дистресс-синдром взрослых», «шоковое лёгкое», «влажное лёгкое», «лёгкие Дананга», «болезнь гиалиновых мембран», «некардиогенный отёк лёгких» (2,4). Всех больных, у которых имелись признаки тяжёлого повреждения лёгких, относили к данной группе патологии (1). Путаницу в терминах «острое повреждение лёгких» (ОПЛ) и «острый респираторный дистресс-синдром» (ОРДС) разрешила Американо-Европейская согласительная комиссия, которая заседала в мае 1992 г. во Флориде (США) и в октябре 1992 г. в Барселоне (Испания) (5). Данная комиссия сформулировала критерии ОПЛ и ОРДС, согласно которым острый респираторный дистресс-синдром и острое повреждение лёгких являются формами и стадиями одного патологического процесса – острого паренхиматозного повреждения лёгких (3,6). Она рекомендовала внести в практику данное определение как синдром воспаления и синдром повышения проницаемости в системе лёгочного кровообращения, которые не обусловлены левопредсердной или лёгочной капиллярной гипертензией, но могут быть связаны с ней (8). Таким образом, термин ОПЛ должен применяться к широкому спектру патологических процессов в лёгких, должен быть отнесён к наиболее тяжёлой группе больных, и он является компонентом полиорганной недостаточности, развившейся в результате реакции системного воспалительного ответа (СВО) (4).

Патологически ОПЛ характеризуется диффузным альвеолярным повреждением, утечкой альвеолярных капилляров и отеком легких, приводящим к клиническому проявлению тяжелой гипоксемии и двусторонних инфильтратов на рентгенограмме грудной клетки (6,8). Некоторые этиологические факторы, связанные с развитием ОПЛ, идентифицируются с сепсисом, пневмонией и травмой, а также с множественными переливаниями. Хотя терапия, такая как кортикостероиды, оксид азота, простоциклины, экзогенные поверхностно-активные вещества, кетоконазол и антиоксиданты, показала многообещающие клинические эффекты на животных моделях, они не смогли положительно отразиться на исследованиях человека (5). Совсем недавно клинические испытания с β2-агонистами, помогающими очистить альвеолярную Будущие направления исследований, для ранней диагностики и прогнозирования, а также лечение при данной патологии, скорее всего, будут сосредоточены на выявлении потенциальных биомаркеров или генетических маркеров, а также использование мезенхимальные стволовые клеток (3).

Цель работы Установить в экспериментальных исследованиях сравнительные ультраструктурные особенности клеточных и неклеточных элементов в норме и при остром повреждение лёгких (ОПЛ).

Материал и методы исследованияМатериалом для исследования послужили дистальные воздухоносные пути (бронхиолы) диаметром менее  2 мм, выделенные из легких 10 белых крыс, у которых ОПЛ моделировали при острой эндотоксемии [1]. Животные подвергались декапитации под тиопенталовым наркозом калипсолом. Материал для электронной микроскопии фиксировался иммерсией в течение 15 минут смесью 2,5% раствора глютаральдегида, 2,5% раствора параформальдегида и 0,1% раствора пикриновой кислоты на фосфатном буфере (рН=7,4). В качестве контроля использовали материал, полученный из легких 10 здоровых белых крыс.

Дальнейшая обработка материала бронхиол из легких - обезвоживание и заливка в Аралдит и Эпон-812 проводилась по общепринятой методике [8]. Получение полу- и ультратонких срезов было произведено на ультрамикротоме Leica EM UC7. Полутонкие срезы (1-2 мкм) окрашивались с помощью трихромного окрашивания (метиленовым синим, азур II-фуксином) по F. D'Amico (2005) и изучались под световым микроскопом Zeiss (PromoStar) [7]. Изображения были сфотографированы цифровой фотокамерой Canon (Japan). Ультратонкие срезы (50-70 нм) окрашивались 2% насыщенным водным раствором уранилацетата, затем 0,4% раствором чистого цитрата свинца (“Serva”) на 0,1M растворе NaOH. Просмотр и фотографирование окрашенных и неокрашенных ультратонких срезов производилось на электронном микроскопе JEM-1400 (Japan) при ускоряющем напряжении 80-120 кв.

Результаты исследования и их обсуждение Установлено, что у интактных экспериментальных животных бронхиола, входя в дольку, дает начало многочисленным веточкам, которые, наподобие дерева, расходятся ко всем частям дольки. Из-за того что бронхиолы, так же как и внутридольковые протоки желез, лежат внутри паренхимы долек, они со всех сторон прикреплены к эластической ткани, сходной с губкой, содержащей воздушные пространства, в которых происходит газообмен. Поэтому при вдохе они не склонны спадаться; более того, при этом они испытывают растяжение по всей своей окружности благодаря растяжению эластических волокон окружающей губчатой ткани. Стало быть, для того чтобы просвет бронхиол оставался открытым, нет необходимости в хрящевых кольцах или пластинках, расположенных в их стенке. В более крупных ветвях преобладают цилиндрические реснитчатые  клетки, но между ними разбросаны и клетки без ресничек.

Эти более высокие клетки называют клетками Клара. Особенностью этих клеток является обилие митохондрий, а между ядром и поверхностью, через которую осуществляется выделение секрета, располагается очень хорошо развитый гладкий эндоплазматический ретикулум. Эти клетки характеризуются высокой метаболической активностью. В конечных ветвях бронхиол встречаются высокие кубические клетки без ресничек. Таким образом, стенки бронхиол состоят из эпителия, который лежит на тонкой эластичной собственной пластинке слизистой оболочки, а эта оболочка в свою очередь окружена мышечной оболочкой. Мышечная ткань располагается на соединительной, выполняющей опорную функцию.

Рис1. Электронограмма. Цилиндрические реснитча-тые  клетки

В отличие от интактных животных при гистологическом исследовании ОПЛ острая фаза характеризуется выходом в альвеолярные пространства богатого белком экссудата вследствие повышения проницаемости альвеолярно- капиллярного барьера. По нашему мнению в этом процессе важную роль играет как повышение сосудистой проницаемости вследствие эндотелиального повреждения, так и повреждение альвеолярного эпителия. Повышение сосудистой проницаемости происходит первично на уровне микрососудов легких и может приводить к накоплению экссудата в альвеолярных пространствах даже при нормальном давлении в сосудах легких. По нашему мнению, наибольшее внимание должно уделяться полиморфно-ядерным лейкоцитам (ПЯЛ), которые играют основную роль в механизме вызывающих повреждение эндотелия. Секвестрация и миграция ПЯЛ, вызванная как выработкой хемотрактантов в самом легком, так и активацией нейтрофилов циркулирующими медиаторами, является характерной гистологической особенностью острой фазы ОПЛ. В альвеолярном пространстве происходит активация и дегрануляция ПЯЛ с высвобождением протеаз, активных форм кислорода, провоспалительных цитокинов и прокоагулянтов, которые вызывают повышение сосудистой проницаемости и дисфункцию эндотелия.

Рис 2. Электронограмма. Полиморфноядерный лейкойцит.

Также при гистологическом исследовании ОПЛ нами обнаружены признаки воспаления слизистой оболочки бронхов, реализующегося посредством эозинофилов (ЭФ), лимфоцитов (ЛФ), плазмоцитов (ПЛ), гистиоцитов и макрофагальных элементов. При электронномикроскопическом исследова-нии установлено, что среди макрофагов доминировали активные клеточные формы с обилием фагосом и лизосомальных гранул в цитоплазме, множеством митохондрий, вакуолизацией эндоплазматической сети. Лимфоидная инфильтрация собственной пластинки слизистой оболочки сочеталась с лимфодиапедезом и появлением интраэпителиальных лимфоцитов. Плазмоциты о чем свидетельствуют расширение цистерн шероховатого эндоплазматического ретикулума и заполнение их хлопьевидным содержимым. Появление лимфоидной инфильтрации в сочетании с интраэпителиальными формами и скоплением плазматических клеток с ультраструктурными признаками активно протекающих белок синтетических процессов может характеризовать их антигенную стимуляцию и высокий функциональный потенциал. Отек стромы нами не обнаружены.

Нами также установлено, что электронномикроскопически строма ткани при ОПЛ сопровождалась разволокнением коллагеновых волокон и расширением сосудов микроциркуляторного русла с набуханием эндотелиоцитов и их ядер, агрегацией хроматина в центре ядра и примембранной зоне. На люминальной поверхности эндотелиоцитов выявляется увеличение числа микропиноцитозных везикул и цитоплазматических выростов.

Рис 3. Расширением сосудов микроциркуляторного  русла с набуханием эндотелиоцитов и их ядер

Еще одним значимым электронно-микроскопическим признаком реорганизации бронхиальных эпителиоцитов при ОПЛ явилось изменение регулярного расположения ресничек, нередко фокальная деструкция реснитчатого аппарата с развитием «атипичных» форм с двойным набором аксонем. На апикальной части эпителиоцитов реснички замещались множеством микроворсинок, а также пальцевидными выростами плазмолеммы с аксонемальными комплексами внутри цитоплазматических отростков.

Рис 4. Электронограмма.  На апикальной части эпителиоцитов реснички замещались множеством микро­ворсинок

Деструкция реснитчатого аппарата, как правило, сочеталась с просветлением матрик-са митохондрий и распадом крист. Большая часть митохондрий в эпителиоцитах этих пациентов концентрировалась перинуклеарно и в апикальной части клетки, нередко отмечалось образование гигантских митохондрий. Клетки мерцательного эпителия в имели развитые цистерны гранулярного эндоплазмаческого ретикулума, сочетающиеся со вздутием и расширением диктиосом пластинчатого комплекса Гольджи, вблизи которых определялись полиморфные секреторные гранулы. Единичные бокаловидные клетки содержали большое число плотно упакованных гранул, формирующих крупные конгломераты слизи. Реорганизация строения ресничек в комплексе с признаками усиления секреторных процессов и гиперсекреции бокаловидных клеток могут свидетельствовать о нарушении мукоцилиарного транспорта и дренажа слизи в дыхательных путях, что, вероятно, лежит в основе бронхообструктивного синдрома.

Таким образом, персистирующее воспаление, без отека, развивающееся при ОПЛ, сопровождается дезорганизацией реснитчатого и секреторного аппарата эпителиоцитов. Активация и дегрануляция ПЯЛ с высвобождением протеаз, активных форм кислорода, провоспалительных цитокинов и прокоагулянтов, в альвеолярном пространстве вызывают повышение сосудистой проницаемости и дисфункцию эндотелия. Выявлено, что обнаруженные ультраструктурные нарушения воспалительного генеза в данной патологии проявляются развитием фиброза и атрофии бронхиального эпителия.

 

ƏDƏBİYYAT - ЛИТЕРАТУРА– REFERENCES:

 

1.Bernard GR. Artigas A. Brigham KL et al. Report of the American-European Consensus conference on acute respiratory distress syndrome: definitions, mechanisms, relevant outcomes, and clinical trial coordination. Consensus Committee. J Crit Care. 1994;9:72–81. 

2. Esteban A. Fernandez-Segoviano P. Frutos-Vivar F. Aramburu JA et al. Comparison of clinical criteria for the acute respiratory distress syndrome with autopsy findings. Ann Intern Med. 2004;141:440–445. 

3. FergusonND. MeadeMO.HallettDC. Stewart TE. High values of the pulmonary artery wedge pressure in patients with acute lung injury and acute respiratory distress syndrome. Intensive Care Med. 2002;28:1073–1077.

4.Johnson ER, Matthay MA. Acute lung injury: epidemiology, pathogenesis, and treatment. J Aerosol Med Pulm Drug Deliv. 2010 Aug;23(4):243-52.

 5.Levitt JE, Matthay MA. Semin Respir Crit Care Med. 2006 Aug;27(4):426-37. Review.

6.Wind J, Versteegt J, et al. Epidemiology of acute lung injury and acute respiratory distress syndrome in The Netherlands: a survey.

Respir Med. 2007 Oct;101(10):2091-8.

7.D’Amico F. A polychromatic staining method for epoxy embedded tissue: a new combination of methylene blue and basic fuchsine for light microscopy. Biotech Histochem 2005;80(5–6):207–10.

8. Kuo J. Electron microscopy: methods and protocols. Totowa: Humana Press, 2007, 625 p.