Статья: Механизмы формирования пневмосклероза при хроническом эндотоксикозе (экспериментальное исследование)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Механизмы формирования пневмосклероза при хроническом эндотоксикозе (экспериментальное исследование)

14.00.15 - патологическая анатомия

Ахмад Итмезех

Волгоград - 2006

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Волгоградский государственный медицинский университет» Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию

Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор Новочадов Валерий Валерьевич

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор Богомолова Нина Викторовна

доктор медицинских наук, профессор Славинский Александр Александрович

Ведущая организация: ГОУ ДПО Российская медицинская академия последипломного образования Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Развитие многих хронических заболеваний, таких как атеросклероз, болезни печени и желчевыводящих путей, почек, эндокринопатий и др., сопровождаются повышенным образованием эндогенных токсических соединений (ЭТС) и/или недостаточным удалением их из организма. Когда эти соединения распространяются по жидким средам (крови, лимфе, тканевой жидкости) и вызывают повреждение клеток внутренних органов, следует говорить о развитии эндотоксикоза (ЭТ) [Яковлев М.Ю., 1998, 2000, 2005; Мишнев О.Д., с соавт., 2001, 2003; Щеголев А.А., с соавт., 2002; Богомолова Н.В., 2005; Новочадов В.В., Писарев В.Б., 2005; Feldman A.M., McTiernan C., 2004; Jortani S.A., et al., 2004].

В отличие от острого процесса, хронический ЭТ выделен как самостоятельный общепатологический синдром сравнительно недавно, а его органопатология находится на настоящий момент в стадии изучения. Сущность хронического ЭТ состоит в необратимой тканевой перестройке внутренних органов с ограничением их функции под постоянным действием сравнительно умеренных концентраций эндогенных токсических соединений. В работах, выполненных на кафедре патологической анатомии Волгоградского государственного медицинского университета в последние годы, указывается на обязательное вовлечение печени, легких и почек в сложный пато- и морфогенез хронического ЭТ [Новочадов В.В., 1998-2005; Фролов В.И., 2002, 2004].

Легкие выступают в качестве одного из наиболее уязвимых для ЭТС органов, как в силу высокого транзита через них крови, так и в связи с присутствием большого количества клеток-мишеней с ярко выраженными межклеточными взаимодействиями [Ерохин В.В., Романова Л.К., 2000; Харланова Н.Г., 2001; Хусинов А.А., 2004; Cole A.M., Waring A.J., 2001; Herskovic J.J., 2002; Huang H., et al., 2005]. Тем не менее, универсальным исходом хронического ЭТ для легких становится формирование пневмосклероза. Альвеолярные эпителиоциты двух типов, макрофаги, эндотелий, фибробласты и транзиторные лейкоцитов, эпителиальные и гладкомышечные клетки бронхов, а также нейроэндокринные клетки имеют различный рецепторный аппарат и локализацию [Коган Е.А., с соавт., 2003, 2006; Тарасова Т.В., с соавт., 2003; Черняев А.Л., Самсонова М.В., 2004, 2006; Втюрин Б.В., с соавт., 2006; Toward T., Broadley K., 2002; Abraham E., 2003; Crapo J.D., 2003; Werlich T., et al., 2004; Hetland R.B. et al., 2005], что предполагает их неоднозначную роль в формировании пневмосклероза.

Имеющиеся в настоящее время работы, посвященные механизмам образования соединительной ткани в легких как результат хронического ЭТ, немногочисленны [Doucet C., et al., 2002; Gozal E., et al., 2002; Bodo M., et al., 2003; Shimabukuro D.W., et al., 2003; Beck-Schimmer B., et al., 2006], они не выделяют эндогенные токсические соединения в качестве самостоятельного фактора морфогенеза.

С этих позиций актуальным представляется экспериментальное исследование морфофункциональных изменений в легких при хроническом ЭТ в аспекте изучения его тканевой перестройки и формирования пневмосклероза.

Цель работы - получить в эксперименте новые данные о динамике и механизмах формирования пневмосклероза при хроническом эндотоксикозе для улучшения диагностики хронических заболеваний легких в патолого-анатомической практике.

Задачи исследования.

1. Изучить в динамике хронического экспериментального эндотоксикоза у крыс характер тканевой перестройки в легких и гистотопографию развития пневмосклероза.

2. Показать изменения тканевого распределения макрофагов и миофибробластов легких, и их участие в новообразовании соединительной ткани в легких.

3. Выявить изменения иммуногистохимических маркеров тканевой перестройки, сопутствующих формированию пневмосклероза при хроническом эндотоксикозе.

4. Выявить наиболее информативные количественные критерии развития пневмосклероза при хроническом эндотоксикозе.

Научная новизна.

С помощью гистологических и количественных методов исследования показано, что формирование пневмосклероза при хроническом ЭТ не идет диффузно, а начинается с увеличения объемной доли соединительной ткани в области корня легкого и в каудальном направлении. В дальнейшем прирост соединительной ткани происходит преимущественно в периферических сегментах легких, а вблизи корня легкого - замедляется.

С помощью гистологических и иммуногистохимических методов показано, что количество и структурные признаки реакции макрофагов и миофибробластов легких территориально соответствуют зонам формирования пневмосклероза только на относительно ранних сроках его развития. Показано, что структурная перестройка сосудов в легких по своей выраженности и срокам развития следует за динамикой развития пневмосклероза.

Выявлены количественные морфологические признаки, основанные на раздельной морфометрии отдельных сегментов легких, позволяющие с высокой точностью оценивать динамику и характер формирования пневмосклероза по текущей гистотопографии соединительной ткани.

Научно-практическая значимость.

Полученные данные расширяют современные представления о характере и динамике формирования пневмосклероза при хронической патологии, сопровождающейся эндотоксикозом.

Предложенные автором количественные критерии для оценки пневмосклероза имеют значение для повышения качества диагностики легочной патологии, выделяя компонент, связанный с развитием хронического ЭТ.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Формирование пневмосклероза при хроническом эндотоксикозе имеет морфологические особенности, позволяющие выделить изменения, опосредованные действием эндогенных токсических соединений.

2. Двухфазная динамика новообразования соединительной ткани в легких отражает особенности тканевого распределения ключевых клеток, принимающих участие в формировании пневмосклероза при хроническом эндотоксикозе.

3. Иммуногистохимическое выявление и морфологический анализ тканевого распределения макрофагов, миофибробластов, а также экспрессии альфа-1-антитрипсина в легких позволяет уточнить характер и динамику прироста соединительной ткани в органе.

Апробация работы и публикации.

Основные результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на 61-й итоговой конференции НОМУС Волгоградского государственного медицинского университета (Волгоград, 2003), II Общероссийской конференции с международным участием «Проблемы морфологии» (Сочи, 2003), итоговой научной сессии Волгоградского государственного медицинского университета (Волгоград, 2004), IV Научно-практической конференции молодых ученых мед. факультетов и университетов России (Тула, 2004), 10-й конференции молодых исследователей Волгоградской области (Волгоград, 2005), научно-практической конференции «Совершенствование и развитие профилактического направления деятельности учреждений здравоохранения Волгоградской области» (Волгоград, 2005); Всероссийском научном симпозиуме «Эндотоксикоз: природа, диагностика, принципы коррекции» (Волгоград, 2005); 2-й Всероссийской заочной электронной конференции «Проблемы регенерации» (Курск, 2006); II съезде Российского общества патологоанатомов (Москва, 2006).

Апробация работы осуществлена на расширенном заседании сотрудников кафедры патологической анатомии Волгоградского государственного медицинского университета 20 мая 2006 года.

По теме диссертации опубликовано 12 научных работ, в том числе 3 - в центральной печати.

Реализация и внедрение результатов исследования.

Работа была выполнена на кафедре патологической анатомии (зав. кафедрой - член-корреспондент РАМН, доктор медицинских наук, профессор В.Б. Писарев) ГОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет» (ректор - академик РАМН, доктор медицинских наук, профессор В.И. Петров).

Материалы диссертации внедрены в учебный процесс кафедр патологической анатомии и судебной медицины Волгоградского государственного медицинского университета. Практические рекомендации используются в работе Волгоградского научного центра РАМН и администрации Волгоградской области, областного бюро судебно-медицинской экспертизы и областного патолого-анатомического бюро.

Структура и объем диссертации.

Диссертация изложена на 123 страницах машинописного текста, содержит 9 таблиц, иллюстрирована 40 рисунками. Она состоит из введения, обзора литературы, главы материалов и методов исследования, собственных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов. Список использованной литературы содержит 258 источников (95 на русском и 163 на иностранных языках).

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Работа носила экспериментальный характер и была выполнена с использованием 57 белых крыс.

Протокол экспериментов в разделах выбора, содержания животных, моделирования патологических процессов и выведения их из опыта был составлено в соответствии с принципами биоэтики, правилами лабораторной практики (GLP), соответствует этическим нормам, изложенным в «Международных рекомендациях по проведению медико-биологических исследований с использованием животных (1985) и в соответствии с приказом МЗ РФ № 267 от 19.06.2003, «Об утверждении правил лабораторной практики», Минздрава СССР № 755 от 12.08.1977. Программа экспериментов была согласована с Локальным независимым этическим комитетом по экспертизе диссертационных исследований (протокол № 11-2004 от 14 апреля 2004 года).

Патоморфологические изменения в легких были изучены в двух моделях хронического ЭТ в трех временных интервалах (табл. 1).

Таблица 1

Общая характеристика материала исследования по сериям

Первой моделью хронического ЭТ стало многократное введение умеренных доз тетрахлорметана (ТХМ) и бактериального липополисахарида (ЛПС). Эта модель разработана проф. В.В.Новочадовым (2000) и с успехом используется на кафедре патологической анатомии Волгоградского государственного медицинского университета в течение 6 лет. Нами также использована у крыс следующая оригинальная модель хронического ЭТ: сочетанное введение гентамицина в дозировке 20 мг/кг ежедневно внутрибрюшинно и внутрибрюшинное введение ЛПС в дозе 0,2 мг/кг массы тела 1 раз в неделю. Сроки вывода животных из эксперимента составили 30, 60 и 90 суток с момента его начала.

В качестве интегральных лабораторно-биохимических показателей развития ЭТ было использовано определение веществ средней молекулярной массы (ВСММ), а также их олигопептидной фракции. Исследование проводили на двухлучевом спектрофотометре «Shimadzu» в диапазоне длин волн 210-320 нм, при постановке реакции на пептиды - при длине волны 584 нм [Малахова М.Я., 1995].

В модели с комплексным хроническим введением микробного ЛПС и ТХМ к 30 суткам концентрации ВСММ и их олигопептидной фракции регистрировались на уровне, превышающем аналогичные показатели в контрольной группе в 1,73 раза (P<0,05) и 3,05 раза (P<0,01), соответственно. Концентрации липидов ВСММ возрастали в 1,76 раза. В последующем содержание биохимических субстратов эндогенной интоксикации возрастало еще более и достигало к 90 суткам эксперимента 247% и 399% от соответствующих величин в контрольной группе (P<0,01).

Содержание ВСММ, их олигопептидной и липидной фракции в плазме крови животных в модели с сочетанным введением гентамицина и бактериального ЛПС было увеличено у всех животных, начиная с 30 суток эксперимента. Величины различных компонентов ВСММ превышали аналогичные значения у животных контрольной группы в 1,95-2,24 раза, что наглядно подтверждало развитие у них хронического ЭТ. Существенной динамики в отношении этих показателей на сроках эксперимента от 30 до 90 суток не прослеживалось.

Таким образом, в рассматриваемых экспериментальных группах наблюдались изменения содержания в плазме крови ВСММ, их олигопептидной и липидной фракций, сходные по направленности и выраженности. Это позволяет отнести их к вариантам хронического ЭТ с преимущественным повреждением печеночной или почечной паренхимы.

Морфологическому исследованию во всех сериях экспериментов были подвергнуты ткани легких. Изготавливали с четырех блоков каждого легкого гистологические препараты, срезы окрашивали гематоксилином и эозином, суданом III, по ван Гизон, по Массону.