Главная
страница 1

На правах рукописи



БЫКАНОВА

Анастасия Владимировна

МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЛЕГОЧНЫХ И БРОНХИАЛЬНЫХ АРТЕРИЙ ПРИ БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМЕ, ХРОНИЧЕСКОЙ ОБСТРУКТИВНОЙ БОЛЕЗНИ ЛЕГКИХ, ИДИОПАТИЧЕСКОМ ФИБРОЗИРУЮЩЕМ АЛЬВЕОЛИТЕ



14.00.15 - патологическая анатомия
Автореферат

на соискание ученой степени

кандидата медицинских наук


Москва – 2007



Работа выполнена в ГУ Научно-исследовательском институте морфологии человека РАМН
Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор МИХАЛЕВА Людмила Михайловна


Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор,

Заслуженный деятель науки РФ АВТАНДИЛОВ Георгий Герасимович
доктор медицинских наук, профессор,

Заслуженный деятель науки РФ МИЛОВАНОВ Андрей Петрович


Ведущая организация:

ГОУ ВПО Российский университет дружбы народов


Защита состоится 31 мая 2007года в 14.00 на заседании диссертационного совета Д 001.004.01 ГУ НИИ морфологии человека РАМН по адресу: 117418, Москва, ул. Цюрупы, д. 3
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГУ Научно-исследовательского института морфологии РАМН
Автореферат разослан « » апреля 2007г.
Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор медицинских наук МИХАЙЛОВА Л.П.


Список сокращений

ХОБЛ хроническая обструктивная болезнь легких

БА бронхиальная астма

ИФА идиопатический фиброзирующий альвеолит

ЛА легочная артерия

ПП правое предсердие

ПЖ правый желудочек

ЛЖ левый желудочек

СрДЛА среднее давление в легочной артерии

СДЛА систолическое давление в легочной артерии

ЛСС легочное сосудистое сопротивление

FVC форсированная жизненная емкость легких

FEV1 объем форсированного выдоха за 1 секунду

DLCO диффузионная способность легких

VC жизненная емкость легких,

TLC общая емкость легких,

RV остаточный объем легких

Sп площадь просвета сосуда

Sст площадь стенки

Sи площадь интимы

Sм площадь мышечной оболочки

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) и бронхиальная астма (БА) представляют собой важнейшую социально-медицинскую проблему. В связи с их распространенностью и ростом заболеваемости наряду с ишемической болезнью сердца считаются болезнями двадцать первого века [GOLD, 2005; GINA, 2002]. В последнее десятилетие увеличивается заболеваемость идиопатическим фиброзирующим альвеолитом (ИФА), остаются неоднозначными вопросы, связанные со степенью выраженности легочной гипертензии при разных формах этого заболевания [Шаталов Н.Н. и соавт., 1984; Carlos E., 1999; Olschewski H., 1999; Shen J.Y., 1999].



Значительное число клинических и морфологических исследований посвящено дифференциальной диагностике двух наиболее распространенных видов легочной патологии – атопической бронхиальной астмы и хронической обструктивной болезни легких. Существует большое число маркеров дифференциальной диагностики этих двух заболеваний на клиническом, функциональном и молекулярном уровне. Если в период обострения различить морфологически хроническую обструктивную болезнь легких и бронхиальную астму достаточно просто, то в период ремиссии число клинико-морфологических признаков значительно снижается [Чучалин А.Г. и соавт., 1997; Черняев А.Л. и соавт., 2004].

«Золотым стандартом» при распознавании идиопатического фиброзирующего альвеолита является комплексная клинико-рентгенологическая и патоморфологическая оценка изменений в легких.



Существует достаточно большое число исследований, посвященных морфологической характеристике ветвей легочной артерии при ХОБЛ и ИФА. Однако они носят чаще описательный характер, встречаются единичные работы, посвященные иммунологическим исследованиям эндотелия и мышечной оболочки сосудов и эластическим мембранам. Морфометрические исследования носят разрозненный и противоречивый характер. Недостаточно изучена морфометрическая характеристика кровеносных сосудов легких при разных формах идиопатического фиброзирующего альвеолита. Противоречивы публикации по наличию или отсутствию легочной артериальной гипертензии при разной степени выраженности бронхиальной астмы.

Встречаются единичные работы, посвященные корреляционной зависимости между клинико-функциональными показателями артериальной легочной гипертензии, легочного сердца и морфофункциональными параметрами легочных артерий. Продолжает широко дискутироваться вопрос о значении эндотелиальной дисфункции в развитии легочной артериальной гипертензии.

Цель исследования


Провести сравнительную клинико-функциональную и морфологическую оценку бронхиальных и легочных артерий при бронхиальной астме, хронической обструктивной болезни легких и идиопатическом фиброзирующем альвеолите.

Задачи исследования:

  1. Дать патологоанатомическую оценку изменениям легких при хронической обструктивной болезни легких, атопической бронхиальной астме, идиопатическом фиброзирующем альвеолите.

  2. Провести сравнительное морфометрическое исследование легочных и бронхиальных артерий при хронической обструктивной болезни легких, бронхиальной астме, идиопатическом фиброзирующем альвеолите.

  3. Провести иммуногистохимическое исследование и оценить степень выраженности изменений кровеносных сосудов легких с помощью моно- и поликлональных антител к фактору VIII (factor VIII), к актину гладких мышц (α-SMA), к десмину (anti-desmin) и виментину (anti-vimentin) при хронической обструктивной болезни легких, атопической бронхиальной астме, идиопатическом фиброзирующем альвеолите.

  4. Изучить корреляционную зависимость между показателями функции внешнего дыхания и показателями, полученными при допплеровской эхокардиографии, а также между этими показателями и морфометрическими параметрами легочных артерий при хронической обструктивной болезни легких, идиопатическом фиброзирующем альвеолите.

  5. Изучить корреляционную зависимость между морфометрическими характеристиками легочных артерий и газовым составом артериальной крови при хронической обструктивной болезни легких и идиопатическом фиброзирующем альвеолите.
Научная новизна

В работе впервые представлена детальная сравнительная клинико-функциональная, морфологическая и морфометрическая оценка легочных и бронхиальных артерий при атопической бронхиальной астме (астматический статус), хронической обструктивной болезни легких тяжелого течения и идиопатическом фиброзирующем альвеолите (обычная интерстициальная пневмония).

Установлено, что вторичная легочная гипертензия характеризуется патогистологическими изменениями ветвей легочной артерии, более выраженными при хронической обструктивной болезни легких тяжелого течения, по сравнению с идиопатическим фиброзирующим альвеолитом (обычная интерстициальная пневмония); при атопической бронхиальной астме вторичная легочная гипертензия не развивается.

Вторичная легочная гипертензия при хронической обструктивной болезни легких и идиопатическом фиброзирующем альвеолите характеризуется более значимыми изменениями в легочных артериях по сравнению с бронхиальными, а именно: сужением просвета сосуда, утолщением интимы, огрубением внутренней и наружной эластических мембран, разволокнением, гиперплазией внутренней эластической мембраны, гипертрофией мышечной оболочки за счет миоэластофиброза.

При хронической обструктивной болезни легких тяжелого течения развитие эмфиземы влияет на развитие легочной артериальной гипертензии. При идиопатическом фиброзирующем альвеолите (обычная интерстициальная пневмония) степень изменения мышечного слоя легочных артерий определяет степень выраженности легочной гипертензии.



Практическая значимость работы

Полученные морфофункциональные данные дают комплексную характеристику легочным и бронхиальным артериям при бронхиальной астме, хронической обструктивной болезни легких, идиопатическом фиброзирующем альвеолите.

Представленный в диссертационном исследовании клинико-морфологический подход к изучению легочной артериальной гипертензии при хронической обструктивной болезни легких и идиопатическом фиброзирующем альвеолите позволит повысить качество диагностики, подобрать эффективное лечение.

Полученные результаты могут быть использованы в лекционном материале на кафедрах патологической анатомии и пульмонологии в медицинских ВУЗах и на кафедрах последипломного обучения врачей.



Апробация работы

Основные результаты диссертации доложены и обсуждены на тридцатом национальном конгрессе по болезням органов дыхания (Санкт-Петербург, 2003г.); на клинической конференции молодых ученых (Москва, 2003г.); на VII конгрессе ассоциации морфологов (Казань, 2004г.); итоговой конференции ГУ НИИ морфологии человека (Москва, 2006г.); II Всероссийской научной конференции «Микроциркуляция в клинической практике» (Москва, 2006г.); совместной межлабораторной конференции ГУ НИИ морфологии человека РАМН и НИИ пульмонологии Росздрава (апрель, 2007г).


Публикация


По основным материалам диссертации опубликовано 9 научных работ, из них 2 в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации

Диссертация изложена на 139 страницах машинописного текста и состоит из введения, глав: обзора литературы, материалы и методы исследования, результаты собственных исследований, обсуждения, выводов, списка литературы. Диссертация иллюстрирована 21 таблицами и 40 рисунками. Библиографический указатель включает 176 источника, из них 69 отечественных и 107 иностранных.



СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования

Настоящая работа выполнена за период с 2004 по 2006гг. на базе лаборатории клинической морфологии ГУ Научно-исследовательского института морфологии человека РАМН (директор – член-корр. РАМН, д.м.н., профессор Л.В. Кактурский), патологоанатомического отделения Городской клинической больницы № 31 г. Москвы (главный врач – член-корр. РАМН, д.м.н., профессор Г.Н. Голухов) при участии отдела патологии, биохимии и иммунологии НИИ пульмонологии Росздрава (директор – академик РАМН, д.м.н., профессор А.Г. Чучалин).

Всего нами было исследовано 58 наблюдений (аутопсийный и операционный материал). Было выделено три группы исследования. Первую группу составил аутопсийный материал от 17 пациентов с тяжелым течением атопической бронхиальной астмы, умерших на высоте астматического статуса (средний возраст 46±1 лет). Вторая группа была представлена аутопсийным материалом от 12 больных с тяжелой формой хронической обструктивной болезни легких и операционным материалом от 10 пациентов после хирургической редукции объема легких (средней возраст 54±1 года). Третьей группой исследования был аутопсийный материал от 19 умерших больных, страдавших идиопатическим фиброзирующим альвеолитом (средний возраст 65±3 лет). Группу сравнения составил аутопсийный материал, полученный от 10 умерших, не страдавших заболеваниями легких и пороками сердца (средний возраст 43±5 года), причиной смерти во всех этих наблюдениях явилась травма, несовместимая с жизнью (автотравма, ножевое ранение, падение с высоты). Материал был предоставлен врачами бюро судебно-медицинской экспертизы (Танатологическое отделение №1 Департамента здравоохранения г. Москвы).

Клинические методы исследования. Десяти исследуемым больным с ХОБЛ и десяти больным с ИФА было проведено комплексное клиническое обследование, которое включало: клиническую оценку (жалобы, анамнез), основанную на данных истории болезни, физикальное обследование, лабораторные и инструментальные исследования.



Инструментальные и лабораторные методы исследования. Исследования функции внешнего дыхания включало в себя проведение спирометрии (измерялось: FVC – форсированная жизненная емкость легких, FEV1 - объем форсированного выдоха за 1 секунду, FEV25-75 – максимальный усредненный экспираторный поток, FEFx – форсированный экспираторный поток на уровне х% FVC и PEF – пиковый экспираторный поток), измерение функциональной остаточной емкости легких (FRC) методом разведения гелия, исследования диффузионной способности легких (DLCO) и ее отношения к альвеолярному объему (DLCO/Va) и бодиплетизмографии (VC – жизненная емкость легких, TLC – общая емкость легких, RV – остаточный объем легких, Raw – аэродинамическое сопротивление дыхательных путей и sGaw – специфическая удельная проводимость дыхательных путей). Исследование функции внешнего дыхания проводили на оборудовании Autobox 6200 DL (SensorMedics, США). Полученные данные сопоставляли с должными величинами, рассчитанными по формуле Европейского сообщества стали и угля [Quanier Ph. H., 1993; Cotes J. E., 2004].

Рентгенографическое обследование и компьютерная томография высокого разрешения проводилось для подтверждения диагноза и исключения других заболеваний легких.

Неинвазивная оценка гемодинамики проводилась при помощи допплеровской эхокардиографии на ультразвуковом анализаторе Vivid – 7 (General Electrics, США). Определение максимального систолического давления в легочной артерии проводили в постоянном волновом допплеровском режиме. Систолический градиент давления между правым желудочком (ПЖ) и правым предсердием (ПП) рассчитывали по уравнению Бернулли с использованием пиковой скорости струи трикуспидальной регургитации (pG=4Vmax², где pG – градиент давления между ПЖ и ПП, а Vmax – максимальная скорость потока трикуспидальной регургитации). Давление в правом предсердии оценивали, используя метод B.Kirshir. Сумма транстрикуспидального градиента и давления в ПП равна СДЛА (если нет стеноза ЛА). Допплерэхокардиографическое исследование проводилось в стандартных позициях, включая субкостальную позицию, что позволило всем исследуемым неинвазивно оценить гемодинамику. Среднее давление в легочной артерии (СрДЛА) оценивали с помощью временных характеристик систолического потока в легочной артерии: времени ускорения потока (АТ) в выносящем тракте ПЖ и времени выброса (ЕТ) [Kitabatake A., 1983]. По следующей формуле вычисляли СрДЛА: Lg(PAPmean)=-2,8(AT/ET)+2,4. Определяли отношение АТ в выносящем тракте ПЖ к ЕТ. Оценку систолической функции ЛЖ проводилось по методу Симпсона. Исследование трансмитрального и транстрикуспидального потоков с помощью импульсной допплерэхокардиографии позволило оценить диастолическую функцию соответственно ЛЖ и ПЖ сердца [Kircher B., 1990]. Определяли скорость раннего диастолического наполнения желудочков (Ve) и скорость во время систолы предсердий (Va). Используя данные эхокардиографии, определяли легочное сосудистое сопротивление (ЛСС) [Abbas A.E., 2003].



Газовый анализ артериальной крови проводили экспресс-методом на автоматическом анализаторе ABL – 500 (Radiometer Copenhagen, Дания). Забор артериальной крови осуществлялся из лучевой артерии с помощью гепаринизированного шприца.

Морфологическое исследование легких. При исследовании аутопсийного материала оценивалась макроскопическая картина легких, легочных артерий, определялась масса обоих легких. Используя метод раздельного взвешивания сердца, вычисляли массу сердца, правого и левого желудочков, межжелудочковой перегородки, определяли желудочковый индекс. При исследовании операционного материала оценивали только макроскопическую картину легких.

Для гистологического исследования забор аутопсийного материала осуществлялся из всех долей легкого. Операционный материал был представлен резецированным участком легкого. Кусочки легких брались на уровне субсегментарных бронхов с кровеносными сосудами и легочной паренхимой, отступя 1см от висцеральной плевры, во взаимно перпендикулярных плоскостях, размером 1х1х0,5см.

Полученный материал фиксировали в 10% нейтральном формалине, забуференном по Лилли, в течение 2 суток. Далее, после гистологической проводки кусочки заливали в парафин, срезы толщиной 4-5 мкм окрашивали гематоксилином и эозином, комбинированной окраской по ван Гизону для выявления эластических и коллагеновых волокон. После окрашивания срезы были изучены под световым бинокулярным микроскопом DLMB (производство Германия).

Иммуногистохимическое исследование. Иммуногистохимическое исследование проводилось на исследуемых кусочках ткани легкого, на парафиновых срезах толщиной 4-5мкм. Использовались первичные моно - и поликлональные антитела: к фактору VIII (factor VIII) (DAKO) для идентификации эндотелиальных клеток, к актину гладких мышц (α-SMA) (DAKO) и к десмину (anti-desmin) (DAKO) для характеристики гладкомышечных клеток; к виментину (anti-vimentin) (DAKO) для обнаружения фибробластов. Контрольная реакция проводилась без использования первичных специфических антител (негативный контроль). В контрольных срезах первичные антитела заменялись 20% говяжьей сывороткой.

Морфометрическое исследование сосудов легких. Предварительно все исследуемые кровеносные сосуды были дифференцированы по гистологическому типу с учетом их диаметра и строения стенки сосуда. Во всех группах наблюдения морфометрическому исследованию подвергались легочные и бронхиальные артерии с наружным диаметром от 50 до 1000 мкм (сосуды сопротивления). Кроме того, для более точной оценки изменений морфометрических показателей, артерии были разделены на две подгруппы: первая подгруппа от 50 до 500 мкм, вторая - от 501 до 1000 мкм. Измерения основных параметров кровеносных сосудов проводили только на их поперечных срезах [Автандилов Г.Г., 1973].

Исследовали следующие основные морфометрические параметры этих сосудов: внутренний диаметр сосуда – Dв (мкм), наружный диаметр сосуда – Dн (мкм), толщина стенки – Тст (мкм), толщина интимы – Ти (мкм) и мышечной оболочки – Тм (мкм) и их доля в составе стенки. Также измерялись площадь сосуда, включая просвет, – Sс (мкм2), площадь просвета сосуда – Sп (мкм2), площадь стенки – Sст (мкм2), площадь интимы – Sи (мкм2), площадь мышечной оболочки – Sм (мкм2), а также их доля в общей площади сосуда. Вычислялись показатели: отношение площади просвета сосуда к площади стенки (Sп/Sст), отношение площади интимы к площади просвета сосуда (Sи/Sп), отношение площади мышечной оболочки к площади просвета сосуда (Sм/Sп), а также отношение площади интимы к мышечной оболочке (Sи/Sм) и отношение толщины стенки к площади просвета – модифицированный индекс Керногана (Тст/Sп). В каждом наблюдении изучено 565 легочных и бронхиальных артерий. Для морфометрического исследования применяли анализатор изображения с использованием программы Leica Qwin, включающий бинокулярный микроскоп DLMB с видеоприставкой Leica (производство Германия).

Статистическая обработка полученных результатов исследования проводилась общепринятыми методами вариационной статистики и при использовании пакета компьютерных программ Microsoft Office.

Достоверность полученных результатов определялась на основании обработки цифровых данных по t-критерию Стьюдента, критерию Фишера и Пирсона. Корреляционную зависимость рассчитывали по методу Спирмана [Стентон Гланц, 1999].

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В ходе исследования нами было показано, что вторичная легочная гипертензия характеризуется более выраженными патогистологическими изменениями ветвей легочной артерии при ХОБЛ тяжелого течения по сравнению с ИФА (обычная интерстициальная пневмония); при атопической бронхиальной астме вторичная легочная гипертензия не развивается.

При макроскопическом исследовании легких больных с тяжелым течением атопической бронхиальной астмы, умерших на высоте астматического статуса, во всех наблюдениях имела место типичная картина, описываемая при астматическом статусе: острое вздутие легких, наличие светлых стекловидных пробок густой слизи в просвете от долевого до подплеврального бронха, стенки бронхов не выступали над поверхностью разрезов, имел место слабо выраженный диффузный пневмосклероз и умеренно выраженный отек легких; в видимых ветвях легочных артерий атеросклеротических бляшек не выявлено. При гистологическом исследовании в просветах расширенных бронхов и бронхиол обнаруживались слизистые пробки, пласты слущеного эпителия с примесью нейтрофильных лейкоцитов. В сохраненном эпителии имелась картина умеренной бокаловидноклеточной гиперплазии, отек стенки бронхов и бронхиол с наличием большого числа эозинофилов, неравномерное утолщение базальной мембраны и гипертрофия желез подслизистого слоя. В стенках бронхов и бронхиол отмечалось расширение и резкое полнокровие капилляров слизистой оболочки, посткапиллярных венул и периваскулярные эозинофильные инфильтраты.

При гистологическом, иммуногистохимическом, морфометрическом исследовании ни в одном наблюдении не обнаружено значимых изменений со стороны легочных и бронхиальных артерий (рис. 1).

Морфологическое исследование сердца показало отсутствие выраженных изменений: общая масса сердца составила 353,00±24,00г, масса правого желудочка 74,00±6,00г, левого 140,00±12,00г. При раздельном взвешивании сердца желудочковый индекс составил 0,52±0,02. Толщина стенки правого желудочка сердца была 0,41±0,03см, левого 1,23±0,06см.

Таким образом, несмотря на тяжелое течение атопической бронхиальной астмы, ни в одном наблюдении не развивалась вторичная легочная гипертензия, о чем свидетельствует отсутствие существенных изменений со стороны исследуемых легочных и бронхиальных артерий, а также отсутствие легочного сердца. Полученные данные согласуются с результатами ряда исследователей, изучавших бронхиальную астму [Laitinen L.A., 1986; Jeffery P.K., 2003].

Клиническая характеристика исследуемых больных с хронической обструктивной болезнью легких была однотипной и отличалась постоянством и выраженностью симптомов: кашель, одышка, возникающая даже во время минимальной физической нагрузки, повышенная утомляемость, потеря массы тела. Во всех исследуемых случаях все больные являлись курильщиками со стажем курения 18,2±2,5 пачка/лет. Ведущим клиническим симптомом у всех обследованных больных с идиопатическим фиброзирующим альвеолитом являлась одышка при физической нагрузке, носящая прогрессирующий характер, и продуктивный кашель.

Рис. 1. Морфометрические показатели легочных и бронхиальных артерий по отношению к общей площади сосуда, включая просвет, при атопической бронхиальной астме

Условные обозначения: Sп – доля площади просвета, Sи – доля площади интимы, Sм – доля площади меди; 1, 3 – АБА, соответственно легочные и бронхиальные артерии; 2, 4 – группа сравнения, соответственно легочные и бронхиальные артерии. *- различия по сравнению с группой сравнения достоверны


Функциональные исследования внешнего дыхания у больных с ХОБЛ определили признаки тяжелых обструктивных нарушений легочной вентиляции, генерализованную обструкцию, выраженную гипервоздушность легких, значительное снижение диффузионной емкости легких, наличие альвеолярно-капиллярного блока. Оценка состояния внешнего дыхания у больных с ИФА выявила выраженные рестриктивные нарушения, которые проявлялись в уменьшении всех легочных объемов, а также значительное снижение диффузионной емкости легких, наличие альвеолярно-капиллярного блока.

У больных с ХОБЛ и ИФА при допплеровской эхокардиографии имели место признаки умеренно выраженного легочного сердца. Несмотря на выраженные функциональные изменения со стороны легких, повышение СДЛА носило умеренно выраженный характер и определялось не во всех наблюдениях, в среднем составило при ХОБЛ 34,6±4,7мм рт.ст, при ИФА 44,9±17,4мм рт.ст. При ХОБЛ рентгенологически у всех больных были выявлены признаки эмфиземы, у больных с ИФА двусторонние изменения ретикулярного или ретикулонодулярного характера, более выраженные в нижних отделах легких, понижение прозрачности легких по типу «матового стекла». При проведении газового анализа артериальной крови при ХОБЛ среднее значение РО2 = 66,0±13,0мм рт.ст, РСО2 = 40,8±6,8мм рт.ст, при ИФА РО2=53,1±9,6 мм рт.ст, РСО2=37,4±4,7 мм рт.ст.

При исследовании операционного материала от больных с хронической обструктивной болезнью легких установлено, что резецированные участки легкого были представлены краевыми или верхушечными буллезными пузырями диаметром от 1 до 8см, на разрезе бронхи с утолщенными стенками, выступающими над поверхностью разреза, просвет их в основном был пустым или содержал минимальное количество светлого или светло-желтого секрета. При макроскопическом исследовании аутопсийного материала легких верхние доли были более воздушными, выявлялись единичные подплевральные буллы; на разрезе определялся диффузный, равномерный пневмосклероз; бронхи, а также сосуды выступали над поверхностью разреза, в просвете бронхов содержалось большое количество сероватого или зеленовато-коричневатого секрета, иногда незначительное количество зеленовато-белесоватого гноевидного содержимого. Слизистая оболочка бронхов была серовато-белесоватая, мелкозернистая, в некоторых случаях слизистая была истончена, бледная, гладкая с заметными продольными и поперечными гребешками в более крупных бронхах. В правой и левой легочной артерии и в сегментарных ветвях легочной артерии встречались липидные пятна и полоски, плоские единичные фиброзные бляшки. При гистологическом исследовании легкого эпителий, выстилающий стенку бронхов, был очагово десквамирован, местами наблюдалась бокаловидноклеточная гиперплазия, участки дисплазии, метаплазии. В стенке бронхов, бронхиол отмечалась значительная лимфоидно-клеточная инфильтрация. В паренхиме отмечалось расширение альвеол, альвеолярных ходов и мешочков.

При макроскопическом исследовании легких при ИФА во всех наблюдениях имело место уплотнение легких, поверхность их была синюшно-красная, мелкобугристая. На разрезе ткань легкого темно-красного цвета с выраженной сетью и очагами белесоватой ткани, а также с подплевральными полостями диаметром от 0,2см до 1см, имеющими гладкие, белесоватые стенки. Бронхи не выступали над поверхностью разреза, стенка их была тонкой, сероватой. Средняя масса обоих легких составила 1715±18г. Во всех наблюдениях в интиме ветвей легочных артерий определялись липидные пятна и единичные фиброзные бляшки. При гистологическом исследовании была видна резко измененная ткань легкого: участки дистелектазов и фиброза чередовались с микрокистами, выстланными однорядным кубическим эпителием, и бронхиолами причудливой формы. Наблюдалось утолщение межальвеолярных перегородок за счет склероза, умеренной инфильтрации лимфоцитами и гистиоцитами. Кроме того, определялись разрастания мышечной ткани в зонах фиброза.

При морфологическом исследовании общая масса сердца при ХОБЛ соответствовала 510,0±11,0г, при ИФА 450,0±31,0г. При раздельном взвешивании сердца желудочковый индекс составил 1,03±0,5 при ХОБЛ, 0,9±0,1 при ИФА, что соответствует высокой степени легочной гипертензии и декомпенсации сердечной деятельности [Крючкова Г.С., 1966].

Проведенное комплексное гистологическое, иммуногистохимическое и морфометрическое исследование легочных артерий при ХОБЛ и ИФА показало, что имеет место ремоделирование исследуемых легочных артерий мышечного типа, а именно – сужение просвета сосуда (при ХОБЛ до 44%, при ИФА до 33%), утолщение интимы (при ХОБЛ до 18%, при ИФА до 13%), огрубение внутренней и наружной эластических мембран, разволокнение, гиперплазия внутренней эластической мембраны, гипертрофия мышечной оболочки (при ХОБЛ до 26%, при ИФА до 20%) за счет миоэластофиброза, что подтверждается при помощи иммуногистохимической окраски.

В нашей работе с помощью морфометрического метода исследования мы показали, что, несмотря на однотипное поражение легочных мышечных артерий при вторичной легочной гипертензии, степень их изменения при ХОБЛ и ИФА не одинаковы (рис. 2).

Рис. 2. Морфометрические показатели легочных артерий по отношению к общей площади сосуда, включая просвет, в группе сравнения, при ХОБЛ и ИФА

Условные обозначения: Sп – доля площади просвета, Sи – доля площади интимы, Sм – доля площади меди; 1 – группа сравнения, 2 – идиопатический фиброзирующий альвеолит, 3 – хроническая обструктивная болезнь легких. * - различия по сравнению с группой сравнения достоверны

Структурные изменения артериол и мелких ветвей легочной артерии при прекапиллярной и посткапиллярной легочной гипертензии хорошо изучены. Основным компонентом в структурной перестройке артериол и мелких ветвей легочной артерии при прекапиллярной легочной гипертензии является гипертрофия мышечной оболочки с последующим развитием миофиброза или миоэластофиброза за счет трансформации в миофибробласты [Есипова И.К., 1976].

В нашем исследовании корреляционный анализ в группе ИФА выявил достоверные корреляционные связи между СДЛА, показателями внешнего дыхания, диффузионной способностью и морфометрическими параметрами стенки легочных артерий, а точнее медии в структуре легочных артерий. Это свидетельствует о том, что степень гипертрофии мышечного слоя при ИФА определяет степень выраженности легочной гипертензии и определяет прогноз заболевания.

Оразалиева А.М. (1987) с помощью морфометрии исследовала генерации легочной артерии при хроническом диффузном бронхите и установила, что утолщение средней оболочки характерно для артерий мышечного типа с диаметром до 400мкм [Оразалиева А.М., 1987]. Мы показали, что как при хронической обструктивной болезни легких, так и при идиопатическом фиброзирующем альвеолите с развитием вторичной легочной гипертензии, имеет место ремоделирование не только мелких ветвей легочной артерии, но и артерий более крупного диаметра (от 50мкм до 1000мкм). Следует подчеркнуть, что изменение легочных артерий с диаметром до 500мкм более выражены при ХОБЛ, чем при ИФА (рис. 2).

Обнаруживаемая нами в артериях мышечного типа гиперплазия внутренней эластической мембраны, описанная ранее другими авторами [Оразалиева А.М., 1987], и аналогичная таковой при пороках сердца с гипертензией в малом круге кровообращения, имеет адаптативное значение, обусловливая большую устойчивость стенки сосуда к высокому давлению крови. Изменения в системе исследуемых бронхиальных артерий при ХОБЛ и ИФА характеризовались гипертрофией средней оболочки, в единичных артериях разволокнением и гиперплазией внутренней эластической мембраны. Однако существенных различий в морфометрических показателях между бронхиальными артериями при хронической обструктивной болезни легких и идиопатическом фиброзирующем альвеолите относительно группы сравнения не было обнаружено (рис. 3).

Рис. 3. Морфометрические показатели бронхиальных артерий по отношению к общей площади сосуда, включая просвет, в группе сравнения, при ХОБЛ и ИФА

Условные обозначения: Sп – доля площади просвета, Sи – доля площади интимы, Sм – доля площади меди; 1 – группа сравнения, 2 – идиопатический фиброзирующий альвеолит, 3 – хроническая обструктивная болезнь легких. * - различия по сравнению с группой сравнения достоверны
В исследованиях Оразалиевой А.М. (1987) изменения в системе бронхиальных артерий при хроническом диффузном бронхите, осложнившимся развитием легочного сердца, были выявлены на всех уровнях бронхиального дерева. По ее мнению, повышение давления в системе бронхиальных артерий, морфологическим проявлением которого является утолщение средней оболочки, а также крови из нее через терминальные бронхиолярно-легочные шунты в систему ветвей гиперплазия внутренней эластической мембраны бронхиальных артерий, сопровождается сбросом легочной артерии, который влечет за собой развитие регионарной гипертензии, а в последующем – повышение давления в малом круге кровообращения.

Вторичная легочная гипертензия является результатом постоянной вазоконстрикции и структурных изменений легочных сосудов. Основными стимулами, которые ответственны за эти патологические изменения, являются хроническая альвеолярная гипоксия, хроническое воспаление и объемная перегрузка сосудистого русла. Эти факторы повреждают эндотелий, что в свою очередь, стимулирует гипертрофию мышечной оболочки.

При хронической обструктивной болезни легких была выявлена достоверная корреляционная зависимость между систолическим давлением в легочной артерии и морфометрическими показателями просвета легочных артерий, свидетельствующая о том, что СДЛА зависит от уровня внутреннего сопротивления в ветвях легочной артерии (r=-0,85, р0,05).

В литературе обсуждаются несколько возможных причин ремоделирования легочных сосудов при ХОБЛ. Одной из причин является альвеолярная гипоксия, которая способствует клеточной пролиферации и высвобождению факторов роста. Предполагают, что при ИФА основным механизмом развития ЛГ становится вазоконстрикция гипоксического происхождения, развивающаяся на фоне легочного фиброза, а также альвеолярно-капиллярный блок в результате фиброзирования стенок альвеол и редукция сосудистого русла с уменьшением площади диффузии [Каролин Н.А., 2003]. Однако, в проведенном исследовании нам не удалось выявить значимой корреляционной связи между уровнем гипоксемии и изменениями сосудистой стенки легочных артерий, а также выраженности легочной гипертензии как при ХОБЛ, так и при ИФА.

В исследовании S.M. Scharf et al. (2002) также не была выявлена достоверная связь между величиной РаО2 и выраженностью легочной гипертензии, в то время как M. Doi et al. (2003) у больных с выраженной гипоксемией эта связь была установлена. Вероятно, данное различие в полученных результатах объясняется тем, что в нашем исследовании, как и в исследовании S.M. Schart et al. (2002), были обследованы лица с выраженной артериальной гипоксемией. Так, у больных ХОБЛ РаО2 в среднем составило 65 мм рт.ст. в нашем исследовании - 66 мм рт.ст, а при ИФА 65мм рт.ст. По мнению R. Kessler et al. (2001), у больных ХОБЛ с уровнем РаО2 более 66 мм рт.ст. гипоксическая вазоконстрикция не играет ведущей роли в развитии легочной гипертензии.

Ряд авторов считают, что на ранних этапах заболевания ИФА газовый состав артериальной крови, выполненный в покое, практически не изменен, хотя при физической нагрузке уже происходит десатурация, что отражается в снижении РаО2. По мере прогрессирования заболевания, гипоксемия появляется и в покое, сопровождается гипокапнией, которая появляется только на терминальных этапах ИФА. Наиболее чувствительными тестами при ИФА является исследование газообмена во время физической нагрузки [Авдеева О.Е., 1998].

Помимо гипоксии, сигаретный дым может быть важным фактором, вызывающим перестройку легочных сосудов. В то же время считается, что большинство больных с хронической обструктивной болезнью легких являются курильщиками, а само курение считается основным фактором развития неспецифического хронического воспаления в легких [Каролин Н.А., 2003]. В обследованной нами группе ХОБЛ все больные были длительно курящими людьми. Так что, наряду с гипоксией, фактор курения мог оказывать влияние на перестройку сосудистой стенки легочных артерий.

H.S. Sekhon et al. (1994) в своем исследовании продемонстрировал, что у крыс ингаляции сигаретного дыма вызывали пролиферацию клеток сосудистой стенки. V.I. Peinado et. al. (1999) выявили увеличение воспалительной инфильтрации в ЛА курильщиков и больных ХОБЛ.

В оригинальном исследовании S. Santos et al. (2002) было показано, что у курильщиков без признаков патологии легких в стенках ветвей легочных артерий происходит утолщение интимы, гипертрофия мышечного слоя и склероз адвентиции; аналогичные изменения этих сосудов описаны при ХОБЛ легкой степени тяжести. Кроме того, авторы считают, что изменения в ветвях легочной артерии являются первичными по отношению к структурным изменениям бронхов и легочной ткани, что подтверждает сосудистую теорию возникновения хронической обструктивной болезни легких. По нашему мнению, изменения сосудистой стенки или эндотелиальная дисфункция возникают и протекают параллельно с воспалительными изменениями в бронхах и стенках альвеол. Это подтверждается преобладанием миофибробластов над миоцитами в мышечной оболочке ветвей легочной артерии при нарушении вентиляционно-перфузионных отношений при уже сформированной центрилобулярной и буллезной эмфиземе легких, имевших место у обследованных нами больных с ХОБЛ. Несомненно, что повреждение эндотелия продуктами сгорания табака при курении играет одну из ведущих ролей в развитии хронической обструктивной болезни легких.

В нашем исследовании доля площади просвета была уменьшена в 2,4 раза при ХОБЛ и в 1,6 раза при ИФА за счет, как интимы, так и мышечного слоя, по сравнению с артериями лиц, не страдавших легочной патологией.

В работе S. Santos et. al. (2002) не выявлены значимые изменения медии легочных сосудов, а уменьшение просвета легочных артерий было обусловлено утолщением интимального слоя сосудистой стенки. Вероятно, разница в результатах может объясняться тем, что при ХОБЛ в нашем исследовании больные имели более тяжелые обструктивные нарушения (FEV1=24,8 ± 7,4%долж. против 66±10%долж. в исследовании S. Santos et. al. (2002)), более выраженные признаки гиперинфляции (RV=284,3±71,7%долж. против 145±18%долж.; TLC=140,6±19,8%долж. против 102±10%долж.), изменения диффузионной способности легких (DLCO=36,8±10,0%долж. против 86±18%долж.) и снижение парциального напряжения кислорода в артериальной крови (РаО2=66,0±13,0 мм рт.ст. против 85,0±9 мм рт.ст).

Таким образом, можно предположить, что на начальных этапах ХОБЛ происходит повреждение интимы сосудов. Однако, при прогрессировании заболевания, в присутствии выраженной альвеолярной гипоксии, при недостатке выработки эндотелием релаксирующих факторов развивается гипертрофия мышечного слоя.

После проведенного морфологического и морфометрического исследования легочных артерий при ИФА, гистологическая форма которого соответствует обычной интерстициальной пневмонии, можно сказать, что в исследуемой нами группе больных с ИФА, при выраженных рестриктивных нарушениях, имеют место выраженные изменения стенки легочных артерий, а уменьшение просвета обусловлено утолщением интимы и мышечного слоя.

Результатом перестройки сосудистой стенки при ХОБЛ и ИФА является значимое уменьшение просвета легочных артерий, которое ведет к увеличению ЛСС и, следовательно, к повышению давления в легочной артерии. Об этом свидетельствует наличие обратной корреляционной зависимости между ЛСС и долей просвета от общей площади сосуда при ХОБЛ (r= - 0,94, p<0,05). Однако при ИФА такой зависимости не было обнаружено.

Значительное уменьшение просвета легочных артерий не сопровождается столь же выраженным повышением давления в системе малого круга кровообращения как при ХОБЛ, так и при ИФА. Несмотря на существенные функциональные изменения со стороны легких, а именно, выраженные обструктивные нарушения, гиперинфляцию легких при ХОБЛ и значительные рестриктивные нарушения при ИФА, повышение СДЛА носило умеренно выраженный характер. Наши данные сопоставимы с результатами, полученными в исследовании E. Weizenblum et al. (1998).

Причина этого до конца не изучена. Возможно, это объясняется тем, что суммарная площадь поперечного сечения легочных сосудов изменена несильно за счет открытия сегментов легочной микроциркуляции (рекрутирование), ранее не участвовавших в легочном кровотоке. В исследованиях с нагрузочными тестами показано значительное повышение давления в легочной артерии при нагрузке у больных ХОБЛ. K. Kubo et al. (2000) выявили статистически значимую связь между толщиной стенки ЛА и величиной давления в ЛА при выполнении нагрузочного теста. По мнению исследователей, представленные данные указывают на то, что вовлечение в легочный кровоток ранее не функционировавших легочных сосудов предотвращает значительное повышение давления в системе легочной артерии в покое. Однако исчерпанные компенсаторные возможности и уменьшение растяжимости легочных сосудов не позволяют сдержать рост легочного артериального давления при нагрузке.

Корреляционный анализ в группе ХОБЛ выявил связь выраженности гиперинфляции легких с ремоделированием легочных артерий (r=-78, р0,05), а также с появлением признаков легочной гипертензии (r=0,80, р0,05). Достоверной зависимости между степенью обструкции и величиной СДЛА у обследованных больных получено не было. Таким образом, можно предположить, что при выраженных обструктивных нарушениях лишь появление функциональных признаков эмфиземы легких (гиперинфляция легких, снижение DLCO/VA) может сопровождаться развитием легочной гипертензии.

Редукция сосудов определяется как уменьшение отношения числа кровеносных сосудов к числу альвеол в интраацинарных (газообменных) участках легких. Уменьшение газообменной поверхности легочной ткани, перераспределение сосудов (то есть уменьшение сосудистой плотности в альвеолярных стенках), увеличение бронхопульмональных анастамозов приводит к нарушению переноса газов и артериальной гипоксемии, о чем свидетельствует наличие прямой корреляционной зависимости между DLCO и TLC, VC, IC (r = 0,80, р<0,05) и обратной корреляционной зависимости между диффузионной способностью легких и систолическим давлением в легочной артерии, инспираторной емкостью легких и градиентом давления между правыми отделами сердца при ИФА. Таким образом, выраженность функциональных признаков фиброза имеет тесную корреляционную связь с легочной артериальной гипертензией, то есть фиброзные изменения легочной ткани способствуют развитию легочной гипертензии.



ВЫВОДЫ

  1. Вторичная легочная гипертензия характеризуется патогистологическими изменениями ветвей легочной артерии, более выраженными при хронической обструктивной болезни легких тяжелого течения, по сравнению с идиопатическим фиброзирующим альвеолитом (обычная интерстициальная пневмония); при атопической бронхиальной астме вторичная легочная гипертензия не развивается.

  2. Вторичная легочная гипертензия при хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) и идиопатическом фиброзирующем альвеолите (ИФА) характеризуется более значимыми изменениями в легочных артериях по сравнению с бронхиальными, а именно: сужением просвета сосуда (при ХОБЛ до 44%, при ИФА до 33%), утолщением интимы (при ХОБЛ до 18%, при ИФА до 13%), огрубением внутренней и наружной эластических мембран, разволокнением, гиперплазией внутренней эластической мембраны, гипертрофией мышечной оболочки за счет миоэластофиброза (при ХОБЛ до 26%, при ИФА до 20%).

  3. При хронической обструктивной болезни легких в исследуемых легочных артериях с наружным диаметром от 50мкм до 500мкм сужение просвета сосуда, утолщение интимы, гипертрофия мышечной оболочки достоверно больше, чем при идиопатическом фиброзирующем альвеолите. Однако, в легочных артериях с диаметром от 501мкм до 1000мкм при хронической обструктивной болезни легких и идиопатическом фиброзирующем альвеолите достоверных различий в морфометрических показателях не обнаружено.

  4. При хронической обструктивной болезни легких выявленная достоверная корреляционная зависимость между систолическим давлением в легочной артерии (СДЛА) и морфометрическими показателями просвета легочных артерий свидетельствует о том, что СДЛА зависит от уровня внутреннего сопротивления в ветвях легочной артерии (r=-0,85, р0,05).

  5. При хронической обструктивной болезни легких тяжелого течения появление функциональных признаков эмфиземы влияет на развитие легочной артериальной гипертензии, о чем свидетельствует достоверная корреляционная зависимость между параметрами функции внешнего дыхания (FRC, TLC, RV), размерами правого предсердия, измеренного эхокардиографически (r=-0,80, р0,05), и морфометрическими параметрами легочных артерий (r=-0,75, р0,05).

  6. При идиопатическом фиброзирующем альвеолите (обычная интерстициальная пневмония) степень гипертрофии мышечного слоя определяет степень выраженности легочной гипертензии, о чем свидетельствуют выявленные достоверные корреляционные связи между систолическим давлением в легочной артерии (r=-0,77, р0,05), показателями внешнего дыхания (r=0,70, р0,05), диффузионной способности легких (r=0,82, р0,05) и морфометрическими параметрами медии в структуре легочных артерий.


Список работ, опубликованных по теме диссертации

        1. Морфо-фунуциональная характеристика легочной артерии при бронхиальной астме и хронической обструктивной болезни легких / Л.М. Михалева, А.Л. Черняев, М.В. Самсонова, А.В. Быканова // Актуальные вопросы клинической медицины: материалы клинической конференции молодых ученых факультета. - М., 2003. – С. 177-180.

        2. Патоморфология ветвей легочной артерии при бронхиальной астме и хроническом бронхите / М.В Самсонова, Л.М. Михалева, А.Л. Черняев, А.В. Вертикова // Материалы тринадцатого национального конгресса по болезням органов дыхания. - Санкт-Петербург, 2003. – С. 59-61.

        3. Морфометрическое и иммуногистохимическое исследование артерий легких при бронхиальной астме и хронической обструктивной болезни легких / А.Л. Черняев, Л.М. Михалева, М.В. Самсонова, А.В. Вертикова // Актуальные вопросы морфогенеза в норме и патологии: Сборник научных трудов. – М., 2004. – С. 36 – 38.

        4. Сравнительная морфо-функциональная характеристика артерий при бронхиальной астме и хронической обструктивной болезни легких / Л.М. Михалева, А.Л. Черняев, М.В. Самсонова, А.В. Быканова // Морфология. VII Конгресс ассоциации морфологов. - Казань, 2004. – С. 81.

        5. Сравнительная морфометрическая характеристика ветвей легочных артерий при хронической обструктивной болезни легких и идиопатическом фиброзирующем альвеолите / Л.М. Михалева, А.Л. Черняев, М.В. Самсонова, А.В. Быканова // Морфология. VIII Конгресс ассоциации морфологов. – Орел, 2004.

        6. Гистопатология ветвей легочных артерий при бронхиальной астме и хронической обструктивной болезни легких (морфометрическое и иммуногистохимическое исследование) / А.Л. Черняев, Ю.С. Лебедин, К.С. Дулин, Л.М. Михалева, М.В. Самсонова, А.В. Вертикова, Д.В. Базаров // Пульмонология, 2005. - №3. – С. 59-61.

        7. Морфометрическая характеристика ветвей легочной артерии при идиопатическом фиброзирующем альвеолите / А.В. Быканова, Л.М. Михалева, А.Л. Черняев, М.В. Самсонова // Актуальные вопросы морфогенеза в норме и патологии: Сборник научных трудов. - М., 2006. – С. 26-28.

        8. Исследование ветвей легочной артерии при идиопатическом фиброзирующем альвеолите с помощью морфометрии / Л.М. Михалева, А.Л. Черняев, М.В. Самсонова, А.В. Быканова // Ангиология и сосудистая хирургия. Материалы II Всероссийской научной конференции «Микроциркуляция в клинической практике». – М., 2006. – С. 48-49.

        9. Морфо-функциональные изменения сосудов системы легочной артерии при вторичной легочной гипертензии обусловленной ХОБЛ / Г.В. Неклюдова, А.Л. Черняев, А.В. Черняк, М.В. Самсонова, Н.Ю. Торасенко, А.В. Быканова, Ж.К. Науменко // Пульмонология, 2006. - №4. С. 21-26

Соискатель: Быканова А.В.






Смотрите также:
Морфофункциональная характеристика легочных и бронхиальных артерий при бронхиальной астме, хронической обструктивной болезни легких, идиопатическом фиброзирующем альвеолите 14. 00. 15 патологическая анатомия
297.67kb.
1 стр.
Особенности кардиореспираторных взаимоотношений у пожилых пациентов с хронической обструктивной болезнью легких и их коррекция при применении сочетанной физиотерапии 14. 01. 04 Внутренние болезни 14. 03
897.7kb.
5 стр.
Особенности нарушения биомеханики малого круга кровообращения и центральной гемодинамики у больных хронической обструктивной болезнью легких 14. 01. 04 Внутренние болезни
311.47kb.
1 стр.
Патологическая анатомия алкогольной болезни 14. 00. 15. Патологическая анатомия
634.62kb.
3 стр.
Регуляция I и II типов программированной клеточной гибели т-лимфоцитов при атопической бронхиальной астме 03. 01. 04 биохимия
493.6kb.
4 стр.
Оглы функциональная морфология органов иммунной системы при хронической наркотической зависимости 14. 03. 02 патологическая анатомия 14. 03. 05 судебная медицина
509.26kb.
3 стр.
Морфофункциональная характеристика стоп легкоатлетов юношеского возраста при циклических беговых движениях 14. 00. 02 анатомия человека
616.53kb.
3 стр.
Клинико-морфологическая характеристика канальцевого аппарата почек при различных формах сепсиса 14. 00. 15 Патологическая анатомия
341.01kb.
1 стр.
Морфофункциональная характеристика и особенности фармакотерапии остеоартроза у больных с кардиоваскулярной патологией 14. 01. 04 «Внутренние болезни»
649.92kb.
5 стр.
Тематический план практических занятий для студентов VI курса лечебного факультета
12.38kb.
1 стр.
Тесты для поступления в аспирантуру по специальности патологическая анатомия
390.38kb.
3 стр.
Морфофункциональная характеристика повреждений желудка, печени белых крыс и кроликов и их коррекция модифицированным фитобактериальным средством 06. 02. 01 диагностика болезней и терапия животных, патология, онкология и морфология животных
747.49kb.
4 стр.