Медицина/7. Клиническая медицина

Ніколенко О.Ю., Ніколенко В.Ю., Могилевська Х.Е.

Донецький національний медичний університет ім. М.Горького, м. Донецьк, Україна

Нові підходи до моделювання на щурах синдрому Коліне-Каплана

Хвороби легень від впливу фіброгенного пилу залишаються актуальними наряду з провідними проблемами медицини праці. Не дивлячись на покращення умов праці, щорічно реєструються нові випадки пилових захворювань легень, таких як пневмоконіози (ПК) та хронічний пиловий бронхіт (ХПБ) [1, 2]. Близько 84% профзахворювань, серед яких домінує пневмоконіоз, реєструється у працівників вугледобувної промисловості [3]. Захворюваність шахтарів на пневмоконіоз залишається високою в усіх країнах світу, де є вугледобувна промисловість, і спричиняє значні економічні збитки [4, 5]. Привертає увагу зв'язок пневмоконіозу і ревматоїдного артриту (РА). Першими звернули увагу на подібне поєднання Colinet (1950) і Caplan (1953). Останнім часом більшість дослідників визнає клінічні варіанти силікозу. Ці варіанти одержали назву синдром Коліне-Каплана, силікоартриту або ревматоїдного пневмоконіозу, при якому аутоімунний процес відіграє провідну роль в прогресуванні захворювання. Якщо говорити про синдром Коліне-Каплана, то йдеться про первинність силікотичного ураження легенів. Дія пилу сприяє розвитку РА, що перебігає з вторинним ураженням легенів, з утворенням ревматоїдних вузликів [6].

Матеріал і методи. В експерименті використані дві групи щурів – самців лінії «Вістар» з масою тіла 200-250 гр.: 1 група – здорові тварини (25 щурів), 2 група – тварини з моделюванням синдрому Коліне-Каплана по повній схемі (вводили повний ад'ювант Фрейнда 0,5мл, що містить 0,5 мг вакцини БЦЖ, який викликає розвиток вторинної імунної відповіді. На 7-му добу тварині, яка фіксується на спині, під поверхневим ефірним наркозом в голосову щілину через вушну воронку за допомогою затупленої голки довжиною 10 см вводили 1 мл суспензії вугільно-порідного пилу з розрахунку 50 мг пилу на одного щура. Відразу після введення щуру надавали вертикальне положення. Вся операція введення в трахею пилової суспензії продовжувалася 2-4 хв. На 15 і 34 добу в корінь хвоста щуру вводили повний ад'ювант Фрейнда 0,5мл. На 29 і 40 добу вводили цитостатик – азатіоприн в дозі 50мг/кг, який викликає в такій дозі загибель лімфоцитів під час їх максимального поділу, перш за все Т-лимфоцитів-супресорів. Доза азатіоприна, яку використовують, значно менша за ту, яка здатна викликати тотальну загибель клітин кісткового мозку, а з 16 по 29 добу та з 43 по 49 добу вводили з молоком метилурацил в дозі 0,2 г/кг, який стимулює і підсилює імунну відповідь. Дослідження проводилось 49діб).

Для обробки результатів дослідження проводили розрахунки за допомогою параметричних та непараметричних методів статистики. Також використовували кореляційний та регресійний методи аналізу з оцінкою середнього значення (), їх помилки (S), Хі-квадрат (χ²), достовірності статистичних показників (р) на коп’ютері SAMSUNG (R 20) за допомогою ліцензійних пакетів «Statistica 5,5» (Start Soft Rus) і «Stadia 6.1» («Информатика и компьютеры», Москва) [7-13].

Результати досліджень. У препаратах тварин контрольної групи під час забарвлення гематоксиліном та еозином добре видно, що у легенях збережена структура альвеол, різко виражений спазм у бронхах і зустрічаються дрібні вогнища гострої емфіземи. Є вогнищеві потовщення міжальвеолярних перегородок із вираженою лімфогістіоцитарною інфільтрацією (хронічне межуточне запалення, часто серед інфільтратів макрофаги з коричневим пігментом в просвіті одиничних альвеол, поліморфноядерні лейкоцити в стані апоптозу (рис. 1). Під час забарвлення за ван Гизоном: колаген зустрічається в стінках крупних судин бронха і тонкі волокна в міжальвеолярних перегородках.

Рис.1. Гематоксилін-еозин: гістологічна будова легень у контрольної тварини (щура). Легені з одиничними і дрібними вогнищами гострої емфіземи. Структура альвеол збережена. Збільшення х200.

У модельних тварин з моделлю синдрома Коліне-Каплана мали місце значні гістологічні зміни легень. Виражене запилення з накопиченням пилу в просвіті альвеол, міжальвеолярних перегородках (рис.2).

Рис. 2. Пил в макрофагах та альвеолах у щурів із моделлю синдрому Коліне-Каплана. Забарвлення гематоксилін-еозином, збільшення х400.

У гістологічних препаратах модельних тварин відмічається хронічний бронхіт з наявністю лімфоїдного фолікула, з великим числом келихоподібних клітин, нерівномірні звуження і розширення в просвітах бронхів. Структура легень різко порушена за рахунок крупних вогнищ емфіземи з різким потоншенням та розривом міжальвеолярних перегородок. У інших ділянках міжальвеолярних перегородок – потовщення, часто з відкладеннями пилу і лімфогистіоцитарною інфільтрацією поряд із пилом або без нього. У просвіті альвеол зустрічаються альвеолярні макрофаги з пилом. Одиничні альвеоли повністю покриті макрофагами з великою кількістю пилу або макрофаги заповнюють весь просвіт (рис.3)

Рис. 3. Потовщення міжальвеолярних перегородок у щурів із моделлю синдрому Коліне-Каплана.

Примітка: потовщення міжальвеолярних перегородок з вираженою клітинною інфільтрацією (лімфогістіоцити та еозинофіли), коричневі включення в альвеолах. Забарвлення гематоксилін-еозином, збільшення х400.

Під час забарвлення за ван Гизоном: визначається перібронхіальний склероз, включаючи бронхи середнього калібру, а також периваскулярний склероз, виражений склероз міжальвеолярних перегородок в місці клітинних інфільтратів (рис. 4).

Рис. 4. Фіброз легень у щурів із моделлю синдрому Коліне-Каплана.

Примітка: перібронхіальний, періваскулярний та інтерстиціальний фіброз легень. Забарвлення за ван Гизоном, збільшення х200.

Виражений склероз навколо бронхів, на місці альвеол, бронхіол (рис. 5).

Рис. 5. Склероз легень у щурів із моделлю синдрому Коліне-Каплана.

Примітка: склероз навколо бронхів, на місці альвеол, бронхіол. Забарвлення за ван Гизоном, збільшення х 200.

За результатами гістологічного дослідження легень тварин з моделлю синдрому Коліне-Каплана і контрольних тварин встановлено, що емфізема зустрічалася у всіх дослідних тварин 100% на відміну від контролю (8,00±5,42)% (χ²=42,53, р<0,001), клітинна інфільтрація в міжальвеолярних перегородках траплялась значно частіше у модельних тварин (80,0±8,0)% на відміну від контролю (4,00±3,91)% (χ²=29,64, р<0,001), склероз в міжальвеолярних перегородках не зустрічався у здорових тварин 0% на відміну від дослідних (88,00±6,49)% (χ²=39,29, р<0,001), коричневий пігмент (пил) в макрофагах зустрічався тільки у хворих тварин (96,00±3,91)% на відміну від контролю 0% (χ²=46,15, р<0,001), коричневі включення (пил) у просвіті альвеол не знайдені у здорових тварин 0% на відміну від модельних тварин (96,00±3,91)% (χ²=46,15, р<0,001), злущений альвеолярний епітелій в просвіті не зустрічався у контрольних тварин 0% на відміну від дослідних тварин (68,00±9,32)% (χ²=25,76, р<0,001), ателектаз легень траплявся частіше у модельних тварин (80,0±8,0)% на відміну від здорових щурів (4,00±3,91)% (χ²=29,64, р<0,001), еритроцити в просвіті зустрічались тільки у хворих тварин (44,00±9,92)% на відміну від контрольних тварин 0% (χ²=14,10, р=0,0002), тканинні базофіли в міжальвеолярних перегородках зустрічались у дослідних тварин значно частіше (76,00±8,54)%, ніж у здорових тварин (8,00±5,42)% (χ²=23,73, р<0,001).

За результатами гістологічного дослідження бронхів тварин з моделлю синдрому Коліне-Каплана і контрольних тварин встановлено, що хронічний бронхіт зустрічався у модельних тварин значно частіше (92,00±5,42)%, ніж у здорових (8,00±5,42)% (χ²=35,28, р<0,001), перібронхіальний склероз траплявся у дослідних тварин частіше (88,00±6,49)%, ніж в контролі (4,00±3,91)% (χ²=35,51, р<0,001), лімфоїдні фолікули в бронхах у хворих тварин складали (68,00±9,32)% на відміну від здорових тварин (4,00±3,91)% (χ²=22,22, р<0,001), склероз стінок бронхів зустрічався тільки у модельних тварин (60,00±9,79)% на відміну від контролю 0% (χ²=21,43, р<0,001), спазм бронхів траплявся у хворих тварин значно частіше (80±8,0)%, ніж у контрольних тварин (8,00±5,42)% (χ²=26,30, р<0,001), тканинні базофіли у бронхах зустрічались тільки у хворих тварин (40,00±9,89)% на відміну від контролю 0% (χ²=12,50, р=0,0004), перібронхіальна інфільтрація зустрічалась тільки у хворих тварин (60,00±9,79)% на відміну від контролю 0% (χ²=21,43, р<0,001).

Висноски.

1. Створена модель синдрому Коліне-Каплана на щурах, в якій спостерігаються морфологічні зміни, характерні для синдрому Коліне-Каплана у хворих на пневмоконіоз.

2. Нова модель синдрому Коліне-Каплана на щурах дозволяє дослідникам швидко відтворити патологічний процес в організмі дослідних тварин та може використовуватись для апробації лікарських засобів для терапії аутоімунного процесу і пневмоконіозу.

Література:

1. Goldyn S. R. The burden of exposure-related diffuse lung disease / S. R. Goldyn, R. Condos, W. N. Rom // Semin. Respir. Crit. Care Med. – 2008. – Vol. 29, № 6. – P. 591-602.

2. Beder A. The evaluation of the pneumoconiosis cases, whose liability times being expired, applied to the Social Security High Health Committee between the years 1998-2001 / A. Beder // Tuberk. Toraks. – 2008. – Vol. 56, № 4. – P. 422-428.

3. Басанець А. В. Діагностика пневмоконіозу / А. В. Басанець // Укр. пульмонол. журн. – 2004. – № 3. – С. 69-71.

4. Mukherjee A. K. Assessment of respirable dust and its free silica contents in different Indian coalmines / A. K. Mukherjee, S. K. Bhattacharya, H. N. Saiyed // Ind. Health. – 2005. – Vol. 43, № 2. – P. 277-284.

5. Sherson D. Silicosis in the twenty first century / D. Sherson // Occup. Environ. Med. – 2002. – Vol. 59, № 11. – P. 721-722.

6. Silica-related rheumatoid arthritis without lung involvement / D. Markovits, D. Schapira, A. Wiener, A. M. Nahis // Clin. Rheumatol. – 2003. –Vol. 22, № 1. – P. 53-55.

7. Боровиков В. П. STATISTICA / В. П. Боровиков, И. П. Боровиков. – М.: б. и., 1998. – 583 с.

8. Куланчев А. П. Методы и средства анализа данных в среде Windows STADIA / А. П. Куланчев. – М.: Информатика и компьютеры, 1999. – 342 с.

9. Однофакторный дисперсионный анализ в пакете STADIA.6.0 / Ю. Е. Лях, Ю. Г. Выхованец, Е. И. Чуприна [и др.]; под ред. В. Н. Казакова. – Донецк: изд-во мед. ун-та, 2000. – 240 с.

10. Лапач С. Н. Статистические методы в медико-биологических исследованиях с использованием EXEL / С. Н. Лапач, А. В. Губенко, П. Н. Бабич. – К.: Морион, 2000. – 320 с.

11. Сергиенко В. И. Математическая статистика в клинических исследованиях / В. И. Сергиенко, И. Б. Бондарева. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006. – 303 с.

12. Основы компьютерной биостатистики: анализ информации в биологии, медицине и фармации статистическим пакетом MedStat / Ю. Е. Лях, В. Г. Гурьянов, В. Н. Хоменко, О. А. Панченко. – Донецк: Папакица Е. К., 2006. – 214 с.

13. Гланц С. Медико-биологическая статистика / С. Гланц ; пер. с англ. – М.: Практика, 1998. – 459 с.