УЛЬТРАСТРУКТУРНАЯ МОРФОЛОГИЯ БРОНХИАЛЬНОГО ЭПИТЕЛИЯ В УСЛОВИЯХ СУРФАКТАНТНОЙ ТЕРАПИИ ТУБЕРКУЛЕЗА ЛЕГКИХ

УДК 616.24-02:612.215.8

А.К. Загорулько, Л.В. Веселовский, Р.Г. Процюк
Крымский Государственный медицинский университет,
Симферополь, АР Крым
Главный военный клинический госпиталь Министерства обороны
Украины, Киев
Национальный медицинский университет им. Богомольца, Киев

Широко известно, что при различных клинико-анатомических формах туберкулеза легких имеет место поражение бронхов [1-4]. Развитие воспалительных изменений слизистой бронхов туберкулезной этиологии является существенным звеном в патогенезе этого заболевания [5-7]. Вместе с тем, в литературе практически отсутствуют сведения, касающиеся не только ультраструктурных изменений эпителия бронхов при туберкулезе, но и данные относительно восстановительных процессов в эпителиальных клетках под воздействием противотуберкулезных препаратов.

С другой стороны в литературе последних лет все чаще появляются сообщения об использовании препаратов экзогенных сурфактантов в качестве патогенетически обоснованного средства в комплексном лечении легочного туберкулеза [8-12]. Широкие перспективы сурфактантной терапии туберкулеза делают исследования в этой области весьма актуальными.

В связи с вышеизложенным целью настоящего исследования явилась морфологическая характеристика состояния ультраструктуры бронхиального эпителия в условиях сурфактантной терапии туберкулеза легких.

Материалом для настоящего исследования явились биоптаты слизистой бронхов больных туберкулезом легких, проходивших лечение в клинике туберкулеза Главного Военного Клинического госпиталя Министерства обороны Украины. Все пациенты военнослужащие в возрасте от 18 до 25 лет были разделены на две группы.

I. группа – 21 пациент (5 с диссеминированным туберкулёзом легких, 16 с инфильтративным) которым применялись кроме традиционной противотуберкулёзной терапии и ингаляции отечественного препарата экзогенного сурфактанта «Сузакрин».

II группа – 19 пациентов (4 с диссеминированным туберкулёзом легких, 15 с инфильтративным) которым применялась исключительно традиционная противотуберкулёзная терапия.

У больных обеих групп были впервые выявленные деструктивные формы туберкулёза легких с наличием бактериовыделения.

Противотуберкулёзная терапия применялась согласно приказа Министра Здравохранения Украины - №384 от 2006 г. как для больных I категории, ингаляции Сузакрина выполнялись с помощью ультразвуковых ингаляторов в дозе 0,5 ml эмульсии Сузакрина / 25 мг очищенных фосфолипидов сурфактанта) за сеанс. Общий курс небулайзерной терапии сузакрина у всех больных без исключений составил 30 ингаляций – по 5 ингаляций в неделю первых две недели, затем по 3 ингаляции в неделю через день общей дозой 750 мг препарата.

Кусочки для трансмиссионной электронной микроскопии брали из стенки ____ бронхов во время фибробронхоскопии. Фрагменты ткани размером около 1мм фиксировали в 2,5% растворе глютарового альдегида на фосфатном буфере (рН=7,2 – 7,4) на холоде в течение 2 часов. Затем после отмывки от фиксатора материал дофиксировали в 1% растворе четырехокиси осмия на том же буфере и заливали в смесь эпоксидных смол EPON –DDSA – MNA – DMP-30. После полимеризации в термостате на ультрамикротоме «Reichert» (Австрия) готовили ультратонкие срезы толщиной 50-60 нм и просматривали и фотографировали в электронном микроскопе JEOL 1020 (Япония). Эту часть работы выполняли в Insnitute of Cellular Pathology and Molecular Biology of Viena Medical University (Вена, Австрия) при участии проф. Dontcho Kerjaschki Австрия).

В условиях туберкулезного воспаления более или менее выраженные изменения возникают в первую очередь со стороны мерцательных клеток.

Во всех исследованных нами случаях при электронно-микроскопическом исследовании отмечалось нарушение регулярного строения ресничек этих клеток. Подавляющее большинство ресничек имели разный угол наклона к апикальной поверхности клеток, были направлены в разные стороны. Почти повсеместно отмечалась фрагментация ресничек, что приводило к появлению в просвете бронхов большого количества фрагментов этих образований. Нередко имела места десквамация поврежденных ресничек с поверхности клеток, что сопровождалось урежением их числа на апикальной поверхности. Соотношение между количеством ресничек и микроворсинок сдвигалось в сторону относительного увеличения микроворсинок. Кроме того, в ряде случаев мы наблюдали нарушения в строении аксонем ресничек, что проявлялось в виде уменьшения числа микротрубочек или отсутствием центральной пары микротрубочек.

Следует отметить, что в ряде случаев эти процессы сопровождались появлением своеобразных ресничек с утолщением их дистального отдела, в результате чего они приобретали вид «теннисных ракеток». По-видимому, этот процесс следует рассматривать, как компенсаторно-приспособительную реакцию.

Вместе с тем при туберкулезе весьма характерным было появления на апикальной поверхности мерцательных клеток, особенно в тех случаях, когда имела место массивная десквамация разрушенных ресничек в просвет бронхов, цитоплазматических выростов и выпячиваний, в цитоплазме которых содержались оказавшиеся там внутриклеточные органеллы (Рис.1).

Рис.1 Внутриклеточные органеллы в цитоплазме выпячивания апикального отдела мерцательной клетки. Ув. 10000

Нам представляется, что описанные изменения свидетельствуют в пользу того, что при туберкулезном воспалении в бронхиальном эпителии происходят резко выраженные процессы нарушения бронхиального клиренса, связанные с массивным повреждением реснитчатого аппарата эпителиальных клеток.

Помимо этого следует отметить, что во всех клеточных субпопуляциях бронхиального эпителия в той или иной степени были выражены явления интрацеллюлярного отека, проявлявшиеся в набухании митохондрий с просветлением их матрикса и редукцией и дискомплексацией крист, расширением просвета канальцев цитоплазматической сети, гранулярный отдел которого выглядел обедненным за счет сокращения количества рибосом на стенках канальцев, очаговых просветлениях цитоплазмы со снижением ее электронно-оптической плотности, а также снижением количества хроматина в ядрах, который преимущественно конденсировался по периферии кариолеммы в виде глыбок.

В отдельных случаях явления интрацеллюлярного отека переходили в деструктивные изменения в виде разрушения внутриклеточных мембран и таких мембранных комплексов, как комплекс Гольджи или перинуклеарная мембрана, что в конечном итоге приводило к нарушению цитолеммы и гибели клеток с их последующей десквамацией в просвет бронха.

В таких наблюдения дистрофические и деструктивные процессы имели место практически во всех эпителиальных клетках. Как правило, они сопровождались явлениями повышения пролиферативной активности базальных клеток, что было направлено на возмещение утраченных клеток и восстановления целостности эпителиального слоя. К признакам повышения функциональной активности базальных клеток относились такие, как изменение формы ядре в появлением глубоких выростов и инвагинация кариоплазмы, что сопровождалось резкой конденсацией гетерохроматина вблизи ядерной мембраны, появление большого количества преимущественно мелких митохондрий с электронноплотным матриксом и плотно упакованными кристами, а также гиперплазия канальцев цитоплазматического ретикулума.

С другой стороны, весьма характерным оказалась реакция бокаловидных и серозных клеток. В них резко увеличивалось количество секреторных гранул и часто наблюдались картины секреции в просвет бронхов. Гиперпластически измененные бокаловидные клетки содержали в цитоплазме множественные мелкие митохондрии и гиперплазированные профили цитоплазматического ретикулума. Такие изменения, на наш взгляд, были более характерны для периодов обострений и наблюдались у больных с относительно небольшой длительностью заболевания. Необходимо подчеркнуть, что в таких случаях между клетками бронхиального эпителия в том или ином количестве обнаруживались клетки воспалительного инфильтрата, представленные преимущественно лимфоцитарными элементами, тучными клетками значительно реже – моноцитами, эозинофилами и нейтрофилами.

Просвет бронхов в таких наблюдениях был заполнен комками слизи, которая не могла быть эвакуирована из-за нарушения реснитчатого аппарата, и отломками ресничек и даже подвергшихся десквамации клеточных элементов.

В случаях с более длительным течением к дистрофическим и деструктивным изменениям со стороны мерцательных клеток присоединялись изменения гипопластического характера со стороны секреторных клеток – бокаловидных и серозных. В таких наблюдениях указанные клетки выглядели уменьшенными в размерах, в ним резко снижалось количество секреторных гранул, а картины секреции слизи в просвет бронха практически отсутствовали.

В таких наблюдениях с длительно протекающим процессом, наиболее характерными были изменения, свидетельствующие о пролиферативной трансформации базальных и промежуточных клеток, что в отдельных случаях сопровождалось появлением участком плоскоклеточной метаплазии эпителия бронхов. Такая плоскоклеточная метаплазия характеризовалась появлением многослойных плоскоклеточных структур из полигональных клеток, появляющихся на поверхности эпителиального слоя.

Наконец, в некоторых наблюдениях, отличавшихся длительным упорным течением, мы наблюдали изменения склеротического и, главное, атрофического характера. При этом атрофия эпителия характеризовалась формированием одного – двух слоев полигональных эпителиальных клеток, имеющих электронно-плотную цитоплазму и многочисленные цитоплазматические отростки. При этом часто наблюдались межклеточные контакты.

Таким образом, при туберкулезном воспалении в зависимости от его интенсивности и длительности в эпителии бронхов наблюдаются изменения, совокупность которых можно охарактеризовать следующими последовательно сменяющими друг друга изменениями: нарушение реснитчатого аппарата с нарушением бронхиального клиренса, дистрофические изменения эпителиальных клеток, гиперплазия бокаловидных и серозных клеток, сменяющихся деструктивными изменениями эпителия, гипоплазией бокаловидных клеток со снижение секреторной активности, сочетающейся с дистрофически-дегенеративными и деструктивными процессами в них, пролиферативная трансформация базальных клеток с последующей метаплазией в многослойный плоский эпителий и атрофические изменения.

Следует отметить, что в ряде наблюдений в биопсийном материале отмечались признаки наличия туберкулезных гранулем. В частности, в таких случаях обнаруживались эпителиоидные и гигантские многоядерные клетки Пирогова-Лангганса, участки казеозного некроза и т.д. Кроме того, в биоптатах постоянно присутствовали в том или ином количестве клетки воспалительного ряда, среди которых преобладали лимфоциты, тучные клетки и значительно реже встречавшиеся моноциты. Нередко в оказывавшихся в изучаемом материале участках подслизистой отмечались резко выраженные расстройства кровообращения с признаками нарушения проницаемости сосудистой стенки, дистрофических и деструктивных изменений со стороны эндотелия преимущественно сосудов микроциркуляторного русла и разрушения эластических волокон.

Анализ полученных при электронно-микроскопическом исследовании данных показывает, что в условиях применения препарата «Сузакрин» у больных туберкулезом легких в эпителии стенки бронхов происходят изменения, существенно отличающиеся от таковых при применении обычной базовой терапии.

В частности, применение экзогенного сурфактанта сопровождается более быстрым восстановлением реснитчатого аппарата клеток мерцательного эпителия (Рис.2).

Рис.2 Восстановление реснитчатого аппарата в клетках мерцательного эпителия. Ув. 3000

При этом реснички на апикальной поверхности клеток располагаются регулярно, имеют почти во всех случаях одинаковый угол наклона. Как правило восстанавливается количественное соотношение между числом ресничек и микроворсинок на клеточной поверхности. Сурфактантная терапия приводит к более быстрому восстановлению разрушенных и десквамированных в просвет бронхов ресничек, о чем свидетельствует отсутствие фрагментов ресничек в бронхиальном просвете, а также отсутствие клеток, в которых бы при сохранении базального тельца и корешков отсутствовали ли бы стержни ресничек. Наконец, весьма существенным является то обстоятельство, что при применении сурфактанта практически не удается обнаружить реснички в нарушением строения их аксонема.

Следует также подчеркнуть, что сурфактантная терапия также способствует уменьшению образования дефектных ресничек в виде «теннисных ракеток», а также препятствует быстрому формированию в эпителиальных клетках цитоплазматических выростов.

Одним из наиболее выраженных эффектов применения сурфактанта является быстрое «очищение» бронхов, о чем свидетельствует отсутствие в бронхиальном просвете скоплений слизи, а также отломков разрушенных и десквамированных клеток и их структур.

Эти данные, на наш взгляд, свидетельствуют о более быстром, чем в условиях обычной терапии, восстановлении бронхиального клиренса у пациентов с применением экзогенного сурфактанта.

Кроме того, в этой группе больных отмечаются признаки снижение гиперсекреции со стороны бокаловидных и серозных клеток: нормализуются их размеры, уменьшается количество слизесодержащих и серозных гранул, значительно снижается интенсивность секреции, на что указывает уменьшение количества картин секреции в поле зрения.

Не менее важным результатом воздействия экзогенного сурфактанта по сравнению с обычной терапией является уменьшение числа клеток воспалительного ряда, в первую очередь лимфоцитов, что сопровождается нормализацией строения стенок сосудов микроциркуляторного русла в изученных фрагментах подслизистой оболочки.

Наконец, важно отметить, что введение препарата «Сузакрин» сопровождается повышением пролиферативной активности базальных эпителиальных клеток, на что указывают обнаруживаемые при электронно-микроскопическом исследовании признаки повышения функциональной активности почти всех клеток этого пула.

В отдельных наблюдениях мы отмечали появление на обнаженной после дексквамации разрушенных эпителиальных клеток базальной мембране пласта новообразованных юных клеток мерцательного эпителия, для которых были характерны такие признаки, как округлое ядро с рыхлым равномерно распределенным по кариоплазме эухроматином, низкая электронно-оптическая плотность разреженной цитоплазмы, в которой среди органелл преобладали мелкие митохондрии с плотно упакованными кристами и редкие профили расширенных канальцев эндоплазматической сети.

Указанные эффекты практически не наблюдались в случаях весьма длительного течения туберкулезного процесса, в которых имели место явления выраженного фиброза бронхиальной стенки, а также плоскоклеточной метаплазии. В таких наблюдениях введение экзогенного сурфактанта «Сузакрин» не приводило к изменениям, отличным от обычно применяемой терапии.

1. Совокупность ультраструктурных изменений слизистой оболочки бронхов при туберкулезе может быть представлена в виде последовательно сменяющих друг друга процессов: нарушение реснитчатого аппарата мерцательного эпителия, гиперсекреция слизи секреторными бокаловидными и серозными клетками, нарушение бронхиального клиренса с застоем слизи и развитием гипоксии в соответствующих отделах легких, развитие дистрофических и деструктивных изменений, гипоплазия секретирующих клеток, повышение трансформационной активности базальных клеток с последующей плоскоклеточной метаплазией и клеточной атрофией.

2. Применение обычной (базисной) терапии не в полной мере способствует ликвидации описанных изменений и не сопровождается восстановлением таких важных функций, как обеспечение бронхиального клиренса, а также не приводит к быстрому и полному исчезновению морфологических признаков воспаления в бронхиальной стенке и восстановлению бронхиальной воздухопроводимости с ликвидацией тканевой гипоксии в соответствующих вентилируемых участках легочной ткани.

3. Включение препарата «Сузакрин» в комплексное лечение больных туберкулезом способствует более быстрому и эффективному восстановлению бронхиального клиренса за счет восстановления реснитчатого аппарата клеток мерцательного эпителия, снижения секреторной активности бокаловидных и серозных эпителиальных клеток, а также потенцирует противовоспалительный эффект других применяемых препаратов, о чем свидетельствует снижение числа клеток воспалительного ряда с бронхиальной стенке у пролеченной «Сузакрином» группы больных. Кроме того, как было показано выше, введение препарата «Сузакрин» способствует более эффективному восстановлению деструктивно измененного под влиянием туберкулезного воспаления эпителия бронхов за счет повышения пролиферативной активности базальных клеток.

1.Лукамский Г.И., Шулутко М.Л., Винер М.Г., Овчинников А.А. Бронхопульмонология М.; Медицина 1982, с 52;
2. Норейко С.Б., Мирошниченко Н.И., Лепшина С.М. Частота и характер патологических изменения бронхов у больных туберкулёзом легких. // Український пульмонологічний журнал. 2002, №1;
3.Филиппов В.П. Туберкулёз верхних дыхательных путей, трахей и бронхов. Туберкульоз органов дыхания под ред. Хоменко А.Г. – Москва: Медицина, 1981. – с. 285-294;
4.Беленький М.С., Балон Н.Б Состояние бронхов при фиброзно-кавернозном туберкулёзе легких. // Проб. туб. – 1975. – 10 – с. 42-44).
5. Беленький М.С., Балон Н.Б. К бронхоскопической классификации бронхитов. Бронхологические методы диагностики заболевания легких – Ленинград 1971 – С. 75-77; Стрелис А.К.
6. Романов А.М. характер поражения бронхов при очаговом туберкулёзе легких. // Проб. туб. – 1982 - №1. – С. 32-34;
7. Филиппов В.П. Туберкулёз верхних дыхательных путей, трахей и бронхов. Туберкулёз органов дыхания под ред. Хоменко А.Г. – Москва.: Медицина, 1981. – С. 285-294).
8. Ловачева О. В., Ерохин В. В., Черниченко Н. В., Евгущенко Г. В., Лепеха Л. Н., Розенберг О. А. Результаты применения препарата сурфактанта в комплексной терапии больных деструктивным туберкулезом легких // Проблемы туберкулеза и болезней легких. журн. №10 2006 С. 12 - 17;
9. Черниченко Н. В., Шергина Е. А., Ловачева О. В., Ерохин В. В. Динамика вентиляционной и газообменной функции при применении препарата сурфактанта у больных туберкулезом легких // Проблемы туберкулеза и болезней легких. журн. №6 2006 С. 6 - 10;
10. Процюк Р.Г., Пікас О.Б. Корекція порушень сурфактанту легень у хворих на туберкульоз органів дихання // Укр. пульмонолог. журн. - 2001. - № 1. - С. 29 - 30;
11. Розенберг О.А. Легочный сурфактант и его применение при заболевании легких // Общая реаниматология журн., 2007, III; 1, стр. 66-77;
12.Шмелева Н.М. Небулайзерное применение секретолитиков в терапии болезней органов дыхания. Consilium Medicum Том 8 N 10 2006.).

УЛЬТРАСТРУКТУРНАЯ МОРФОЛОГИЯ БРОНХИАЛЬНОГО ЭПИТЕЛИЯ В УСЛОВИЯХ СУРФАКТАНТНОЙ ТЕРАПИИ ТУБЕРКУЛЕЗА ЛЕГКИХ

А.К. Загорулько, Л.В. Веселовский, Р.Г. Процюк
Крымский Государственный медицинский университет,
Симферополь, АР Крым
Главный военный клинический госпиталь Министерства обороны Украины, Киев
Национальный медицинский университет им. Богомольца, Киев

Электронно-микроскопически исследованы фрагменты слизистой бронхов 40 пациентов с различными клинико-анатомическими формами туберкулеза легких. Установлено, что использование в комплексном лечении препарата экзогенного сурфактанта «Сузакрин» способствует более быстрому и эффективному восстановлению бронхиального клиренса за счет восстановления реснитчатого аппарата клеток мерцательного эпителия, снижения секреторной активности бокаловидных и серозных эпителиальных клеток, а также потенцирует противовоспалительный эффект других применяемых препаратов.

УЛЬТРАСТРУКТУРНАЯ МОРФОЛОГІЯ БРОНХІАЛЬНОГО ЕПІТЕЛІЮ В УМОВАХ СУРФАКТАНТНОЙ ТЕРАПІЇ ТУБЕРКУЛЬОЗУ ЛЕГЕНІВ

Електронно-мікроскопічно досліджені фрагменти слизистої бронхів 40 пацієнтів з різними клинико-анатомічними формами туберкульозу легенів. Встановлено, що використання в комплексному лікуванні препарату екзогенного сурфактанту «Сузакрін» сприяє швидшому і ефективнішому відновленню бронхіального кліренсу за рахунок відновлення війчастого апарату кліток миготливого епітелію, зниження секреторної активності келихоподібних і серозних епітеліальних кліток, а також потенціює протизапальний ефект інших вживаних препаратів.

Ultrastructural Morphology of Bronchial Epithelium in Surfactant Therapy for Pulmonary Tuberculosis

A.K.Zagorulko, L.V.Veselovsky, R.G.Protsjuk
Crimea State medical university, Simferopol, Crimea
Main Clinical Military Hospital of Ministry of Defence of the Ukraine
National Medical University, Kiev

Electron-microscopic investigation of fragments of bronchial mucosa of 40 patients with different clinical and anatomical forms of pulmonary tuberculosis has been carried out. It was established that use of preparation of exogenous surfactant “Suzacrin” contribute to more fast and effective restoration of bronchial clearance because of recovering of ciliated apparatus of columnar epithelium, decreasing of secretarial activity of goblet and serous cells, and also exponentiate antiinflammatory effects of other preparations.

25.02.2010