Повреждение и репарация аэрогематического барьера при остром респираторном дистресс-синдроме.

Новиков Н.Ю., Туманский В.А.

Фиброз, под которым понимают избыточное отложение компонентов внеклеточного матрикса направлен на изоляцию поврежденной ткани, а выраженность его зависит от типа ткани и степени повреждения. Отмечается, что в ряде случаев вклад воспаления в развитие соединительной ткани является незначительным [1] и оно может протекать без клеточных реакций [2].

Основным источником синтеза протеинов внеклеточного матрикса в легких являются активированные миофибробласты, предшественниками которых могут быть резидентные и костномозговые клетки, а также клетки эпителия, подвергшиеся эпителиально-мезенхимальной трансформации [3]. Патоморфологическим закономерностям развития фиброза в исходе острого респираторного дистресс-синдрома уделяется незаслуженно мало внимания, данный вопрос требует отдельного изучения.

Цель исследования заключалась в установлении патоморфологических закономерностей повреждения и репарации аэрогематического барьера при остром респираторном дистресс-синдроме.

Материал и методы.

Исследовали полученные при аутопсии участки легких 45 пациентов. Причинами ОРДС послужили в 12 случаях сепсис, в 5 – постгеморрагический шок, 5 – вирусная пневмония, 3 – политравма, 2 – острый панкреатит, по одному – термоингаляционное повреждение, эклампсия беременных и острое отравление. Анализировали гистологические, окрашенные гематоксилином и эозином и комбинировано – резорцин-фуксином Вейгерта с подкрашиванием по ван-Гизон. Иммуногистохимическим методом (ИГХ) определяли экспрессию антигенов виментина, коллагена 4 типа, альфа-изоформы гладкомышечного актина (α-SMA), цитокератинов 7, 17, 19 (СК 7, 17, 19), Е-кадгерина, а также маркера клеточной пролиферации Ki-67 с использованием соответствующих моноклональных антител. Результаты оценивали с помощью светового микроскопа Olympus CX-41. Оценивание степени экспрессии антигенов производилось по трем градациям: отсутствие экспрессии, средняя экспрессия, выраженная экспрессия. Материал для электронной микроскопии готовили потрадиционной методике после фиксации в 2,5% растворе глютаральдегида и заливки в эпоксидные смолы. Использовали ультрамикротом LКВ (Швеция), SEO UMS, УМТП-7 (г. Сумы), электронные микроскопы JEOL (Корея), ПЭМ-100 и ПЭМ-125К (г. Сумы).

Результаты исследования

Э

 

Э

 
У пациентов, умерших в течение первых 7 суток ОРДС морфологические изменения были связаны с выраженным интерстициальным отеком висцеральной плевры, перибронхиальной и периваскулярной ткани, деструкцией респираторного эпителия, транссудацией плазмы и фибрина. Гиалиновые мембраны обнаруживались у пациентов, умерших на 2-е сутки и в более поздние сроки. При имунногистохимическом исследовании экспрессия к СК, Е-кадгерину и Ki-67 не выявлялась в связи с некрозом эпителия, к коллагену отмечалась в базальных мембранах, к виментину обнаруживалась в базальных мембранах и клетках интерстиция. Позитивно в отношении антигенов к коллагену IV типа и виментину были окрашены соединительнотканные пластинки междольковых перегородок и висцеральной плевры. Антигены α-SMA определялись в миоцитах бронхиол, бронхов и сосудов, а также на коротких отрезках базальных мембран межальвеолярных перегородок. На ультраструктурном уровне наблюдался выраженный экстра- и интрацеллюлярный отек. В интерстиции обнаруживались деструктивные полости в непосредственном контакте с которыми выявлялись моноциты. Базальные мембраны утрачивали четкость контуров и осмиофильность. В клетках фибробластического ряда, расположенных в интерстиции, отмечались признаки митотического деления и активный синтез основного вещества и коллагеновых волокон.

У пациентов, умерших на второй неделе ОРДС наблюдалось сочетание некротических и регенераторных изменений в респираторном эпителии, умеренная коллагенизация висцеральной плевры и интерстиция. Иммунное окрашивание к коллагену IV типа распространялось на расширенный интерстиций межальвеолярных перегородок, в котором наблюдалось увеличение количества клеточных элементов, проявлявших выраженную экспрессию к виментину и умеренную к α-SMA. Организация внутриальвеолярного экссудата сопровождалась образованием телец Массона, в состав которых входили коллагеновые волокна и клетки, имевшие позитивную иммунную окраску к виментину и негативную в отношении α-SMA. На ультраструктурном уровне базальные мембраны выглядели в виде электронноплотных тонких линий или утрачивали свои осмиофильные свойства и четкость контуров, местами фрагментировались, подвергались деструкции и ассоциировались с коллагенизированным интерстицием. Ультрамикроскопические признаки высокой синтетической активности сочетались в фибробластах с деструктивными изменениями.

У пациентов, умерших на третьей неделе ОРДС межальвеолярные перегородки имели значительную и вариабельную толщину, были выстланы эпителиальными клетками, имевшими высокую кубовидную или неправильную форму. Наиболее измененные участки характеризовались выраженным фиброзом интерстиция и наличием безвоздушных рубцовых регионов. При иммунном окрашивании в них обнаруживались замурованные клетки, экспрессирующие цитокератины и проявлявшие при этом отрицательные антигенные свойства в отношении Е-кадгерина. В альвеолярных пространствах обнаруживались тельца Массона, сформированные фибробластоподобными клетками, проявлявшими выраженную экспрессию к виментину, α-SMA и слабую экспрессию к Кi-67. Эпителиалий, покрывающий тельца Массона, проявлял антигенные свойства только в отношении цитокератинов. Следует отметить чередование в респираторном отделе описываемых коллагенизированных зон с менее измененными участками. В межальвеолярных перегородках увеличивалось количество клеток, экспрессирующих в равной степени виментин и α-SMA, а также волокон, имевших позитивную окраску к коллагену IV типа. Ультраструктурные изменения в интерстициальной ткани были связаны с исчезновением эластических волокон и увеличением количества коллаген-продуцирующих клеток и коллагеновых волокон как в тонкой, так и в толстой части аэрогематического барьера.

В результате проведенного исследования установлено , что в течение фибропролиферативной и, в большей степени, фиброзной фазы ОРДС, в легких умерших пациентов регистрируются процессы коллагенизации легочного интерстиция при одновременном снижении активности альтерации и экссудации. Фиброз связан с коллагенизацией межальвеолярных перегородок, замещением эпителиальной и эндотелиальной базальных мембран коллагеновым матриксом, что одинаково выражено в тонкой и толстой части аэрогематического барьера. Кроме того, прогрессирование пневмофиброза происходит за счет организации воздушных пространств легких (просветов альвеол и бронхиол) с образованием телец Массона.

Заключение.

Активация резидентных фибробластов в течение первой недели ОРДС сочетается с деструктивными изменениями, результатом чего становятся пролиферация бронхиального и альвеолярного эпителия, увеличение количества миофибробластов и коллагена IV типа в межальвеолярных перегородках в течение второй недели ОРДС. У пациентов, умерших более чем через две недели от начала ОРДС, наблюдается редукция эластичских волокон и различная степень коллагенизации интерстиция в сочетании с гиперпластическими изменениями эпителия.

Список использованной литературы

  1. Selman M., King T.E., Pardo A. Idiopathic Pulmonary Fibrosis: Prevailing and Evolving Hypotheses about Its Pathogenesis and Implications for Therapy//Ann. Intern Med.-2001.-V.134,N2.-P.136-151.
  2. Todd N. W. Molecular and cellular mechanisms of pulmonary fibrosis /Nevins W. Todd, Irina G. Luzina, Sergei P. Atamas // Fibrogenesis and tissue repair. -2012. -№5. -С. 1-24.
  3. Wynn T.A. Cellular and molecular mechanisms of fibrosis /  T.A. Wynn // The Journal of Pathology. -2008. Volume 214. - Issue 2. -Р. 199–210.