Морфологические изменения в органах иммунной системы в постреанимационном периоде и в условиях интенсивной терапии

ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ

Морфологические изменения в органах иммунной системы в постреанимационном периоде и в условиях интенсивной терапии

А. Б. Гасанов, Э. К. Агаев

Азербайджанский Медицинский Университет, г. Баку

Очень часто встречается вторичный иммунодефицит (ВИД), обусловленный различными механическими травмами, хирургической травмой, средствами и мероприятиями интенсивной терапии и реанимации и т.д. [6, 9]. Неслучайно появилось понятие "травматическая болезнь", "хирургическая иммунология", "наркозная травма", "операционный стресс" и др. Иммунодеп-рессивное состояние (ИДС) в условиях интенсивной терапии и реанимации является предпосылкой тяжелого течения постреанимационного периода, развития резистентных к терапии гнойно-септических осложнений, рецидивирующих инфекционных и воспалительных, аллергических и аутоиммунных отклонений, замедления процессов регенерации и заживления ран и т.д. [1, 4, 12].

Вместе с этим, изменения в органах иммунной системы (ИС) при травматической болезни изучены относительно мало. Имеются лишь отдельные работы, указывающие на отклонения разных иммунологических показателей, особенно на морфологические изменения в лимфоид-ных органах, характеризующих особенности ИС в условиях общего адаптационного синдрома после травмы различного происхождения, а также в постреанимационном периоде. В целом они характеризуются острой атрофией тимуса, лимфатических узлов и селезенки.

С другой стороны, на различных экспериментальных моделях у животных, а также у человека выявлены, как иммунодепрессивное действие стресса [1, 4, 6, 9, 12], так и иммуностимулирующий эффект [5], либо отсутствие каких-либо изменений исследованных иммунологических показателей [3, 7, 8]. Таким образом, на сегодняшний день малочисленные и противоречивые данные не позволяют достаточно определенно представлять побочных влияний стрессов различного характера, в том числе, операционного, на состояние ИС.

Целью настоящего исследования явилось изучение гистоструктурных основ и выявление

особенностей морфологических изменений лимфоидных органов в постреанимационном периоде и при стрессовых воздействиях, с учетом дальнейшего проведения сравнительного исследования с группами больных с хронической наркоманией.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ. Проведены морфологические исследования 40 секционных наблюдений лиц, погибших в ближайшие часы после травмы (13 наблюдений), или в различные сроки после оперативного вмешательства до 1 месяца (27 наблюдений). Все эти люди мужского пола были в возрасте от 16 до 35 лет. 6 из исследованных больных по объективным аутопсийным и катамнестическим данным в течение многих лет страдали хронической опийной наркоманией. Доказательством многократного внутривенного введения наркотических веществ на этих 6 трупах были множественные следы после инъекционных игл различной давности на коже сгибательной поверхности локтевых суставов. В 5 случаях при судебно-химическом исследовании в крови обнаружен также алкоголь (1,7-

2,6%о).

В качестве группы контроля использовался ау-топсийный материал от 15 лиц мужского пола в возрасте от 16 до 35 лет, умерших в результате механической асфиксии (утопление в море или повешение).

Отбор и систематизация материала проводились на основе совместного с клиницистами изучения клинико-функциональных проявлений основного заболевания и его осложнений, особенностей терминального периода и характеристики структурно-функциональных изменений, выявленных при патологоанатомическом и судебно-медицинском исследовании сразу после наступления летального исхода.

Материал был получен из районных отделов объединения "СМЭ и ПА" МЗ Азербайджанской Республики (в основном из больницы скорой медицинской помощи им. М.Нагиева); также из различных па-тологоанатомических (в основном НИИ Скорой Помощи им. Н.В.Склифосовского) и танатологических отделений Бюро судебно-медицинской экспертизы Департамента здравоохранения г. Москвы.

Предметом исследования были лимфоидные органы - тимус, селезенка, лимфатические узлы

а) б)

Рис. 1. Лимфоидные органы при "травматической болезни". Окраска: гематоксилином и эозином. х 180.

а - Тимус: острая инволюция паренхимы, коллапс коркового вещества. б - Селезенка: лимфоидный фолликул со светлым центром размножения. Опустошение Т-зоны.

(парааортальные и брыжеечные), а также гипофи-зарно-надпочечниковое звено эндокринной регуляции.

Полученные на вскрытии образцы лимфоидных, а также других органов и тканей фиксировали в 10% растворе нейтрального формалина, заливали в парафин (и/или в целлоидин) и подвергали стандартной гистологической проводке. Гистологические срезы толщиной 4-10 мкм окрашивали гематоксилином и эозином, пикрофуксином по Ван-Гизо-ну; выборочно ставили реакцию на гемосидерин по Перльсу. Проводили иммуноморфологическое исследование с использованием стандартных панелей моноклональных антител. Препараты изучали с помощью световых микроскопов "LEICA DMLB" и "PZO Warszawa", для исследования использовали компьютерный анализатор изображений, включающий микроскоп, видеокамеру, плату цифровой кодировки видеосигналов, компьютер. Вычисления данных количественного (морфометрического) исследования проводили на компьютере "Pentium" с использованием пакетов статистических программ SPSS и Microsoft Excell-97.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ. Непосредственной причиной смерти оперированных больных была либо острая сердечно-сосудистая недостаточность, обусловленная некорона-рогенными некрозами миокарда, либо острая сосудистая недостаточность, связанная с тяжелыми нарушениями гемодинамики.

Макроскопически тимус был замешен жировой тканью. Селезенка имела плотноэластич-ную консистенцию, почти всегда была полнокровной, на разрезе имела темно-красный или вишневый цвет. Лимфатические узлы на разрезе отличались своим бледно-красным, а чаще всего - розовым цветом.

При микроскопическом исследовании у больных с травматической болезнью было обна-

ружено заметное отличие гистологической картины органов ИС от нормы, были найдены различного характера морфологические изменения в лимфоидных органах при исследовании разных аутопсийных материалов.

Морфологические изменения в тимусе в ближайшие часы после травмы складывались из "острой атрофии" - выраженного лимфоидного опустошения (делимфатизация). Наблюдалось сужение коркового вещества тимуса. Постстрессовая инволюция тимуса (рис. 1 а) вызвана усилением эмиграции лимфоцитов, их перераспределением в костный мозг и, в значительно меньшей степени, с клеточной деструкцией -апоптозом. В корковом веществе лимфоидные клетки без митотической активности, местами обнаруживаются макрофаги со светлой цитоплазмой. Вокруг этих макрофагов и эпителиального ретикулума отмечаются скопления лимфоцитов. Это приводило к формированию картины "звездного неба", что указывает на начало акци-дентальной инволюции тимуса. Для мозгового вещества тимуса, было характерно увеличение числа телец Гассаля.

В поздние декомпенсаторные стадии имму-нодепрессии, особенно у больных с инфекцион-но-септическими осложнениями, прогрессирует акцидентальная инволюция тимуса с нарастающими атрофическими изменениями специфической паренхимы. Паренхиматозные структуры тимуса атрофировались в основном за счет угнетения процессов пролиферации и активации апоптоза лимфоцитов; делимфатизация и деплаз-матизация перисинусоидальных пространств. Эти изменения характеризовались полной утратой обычного строения долек и их дифференци-ровки на корковое и мозговое вещество. При из-

мерении площадей на гистологических срезах структур тимуса в стадии декомпенсации выявлены изменения в соотношении структурных компонентов органа, которые отличались степенью выраженности в различные сроки после стрессовых воздействий.

С помощью иммуноморфологического исследования с использованием стандартных панелей моноклональных антител у этих больных выявлена статистически достоверная тенденция к снижению концентрации Т-лимфоцитов, одновременное нарастание концентрации В-лимфо-цитов в основном за пределами периваскуляр-ных пространств.

При микроскопическом исследовании селезенки в начальные периоды травматической болезни у большинства раненных, подвергавшихся интенсивной терапии с использованием массивных инфузий коллоидных препаратов и ге-мотрансфузий, обнаруживались хорошо выраженные, большие лимфоидные фолликулы белой пульпы с многочисленными светлыми центрами размножения, строение которых отражало разные стадии их развития (рис. 1 б). Вместе с этим отмечались макрофаги с просветленной цитоплазмой, что придавало им вид "звездного неба", такого же, как в тимусе. В красной пульпе отмечались признаки пролиферации спленоцитов -макрофагов селезенки, что сопровождалось учащением митозов. А у больных с нагноительны-ми процессами и другими инфекционными осложнениями обнаружено проникновение и диффузная инфильтрация нейтрофилов, с другими лимфо-лейкоцитарными элементами, в ткань тяжей красной пульпы.

При затяжном течении травматической болезни, сопровождавшейся развитием раневого истощения и/или инфекционных осложнений, ат-рофические изменения в селезенке постепенно становились более очевидными. Площадь лим-фоидных фолликулов селезенки снизилась, образование светлых центров размножения практически прекращалось. Характерным проявлением атрофии белой пульпы служило также сужение маргинальной зоны. Однако явления бласттрансформации в лимфатических узелках не прекращались и нарастали при развитии инфекционных осложнений, что сопровождалось увеличением В-лимфоцитов. Вместе с картиной увядания центров размножения, это расценивалось как следствие формирующегося вторичного Т-клеточного иммунодефицита у раненных. Ат-рофические изменения белой пульпы становились выраженными только при наличии проявлений вторичного комбинированного Т- и В-клеточ-ного иммунодефицита, что было особенно характерным для развития раневого истощения. Инволюция белой пульпы сопровождалась усилением склерозирования специфической па-

ренхимы, надвигавшимся со стороны красной пульпы. Нарастала лимфоидноклеточная и лейкоцитарная инфильтрация красной пульпы, усиливалась пролиферативная активность клеток красной пульпы и склерозирование ее.

При иммуноморфологическом исследовании у больных с затяжным течением травматической болезни в атрофирующихся лимфоидных фолликулах селезенки выявлено нарастание концентрации Т-супрессоров. Выявлено также относительное возрастание концентрации В-лимфоцитов, особенно в красной пульпе.

Динамика морфологических изменений селезенки, наблюдаемые в организме, перенесшем терминальное состояние, позволяет трактовать обнаруженные изменения как проявления развивающегося сперва вторичного Т-клеточно-го, а затем комбинированного Т- и В-клеточного иммунодефицита.

В лимфатических узлах в ранние сроки постоперационного периода обнаружено увеличение удельного объема фолликулов специфической паренхимы, активация их центров размножения. В некоторых случаях в лимфоидных фолликулах были найдены скопления лимфоцитов вокруг больших макрофагов со светлой цитоплазмой, т.е. отмечена картина "звездного неба". Обнаружено микроциркуляторное расстройство в виде мелких очагов диапедезных кровоизлияний на фоне полнокровия.

В поздние сроки травматической болезни, т.е. декомпенсаторной стадии проявления ВИД, в лимфатических узлах преобладал процесс разрежения лимфоидной ткани (рис. 2 а). Центры размножения находились в единичных лимфатических узлах и в фазе инволюции. Участились случаи с картинами "звездное небо" в ос-тавщихся еще центрах размножения и паракор-тикальной зоне. Лимфоидные фолликулы постепенно заполнялись ретикулярными клетками. Лимфатические узлы постепенно утрачивали четкость границ. Все эти изменения сопровождались усилением явлений "гистиоцитоза" синусов и постепенным нарастанием склеротических изменений с атрофией лимфоидной ткани.

Иммуноморфологическое исследование лимфатических узлов больных травматической болезнью демонстрировало накопление в Т-зо-не в основном Т-супрессоров (рис. 2 б).

При затянувшемся течении травматической болезни нарастание атрофических и склеротических изменений найдены были в лимфоидных образованиях кишечника, в том числе и в пейе-ровых бляшках.

Выше представленные выраженные структурные изменения органов ИС, обнаруженные в организме, перенесшем терминальное состояние, свидетельствуют о развитии вторичной иммунной недостаточности, преимущественно Т-,

Рис. 2. Лимфатический узел при "травматической болезни". а - опустошение Т- и В-зон, со склерозом. Окраска: гематоксилином и эозином. х 180. б - накопление Т-супрессоров в Т-зоне. Окраска с помощью моноклональных

антител к CD8 антигену. х 300.

а также комбинированного Т- и В-клеточных типов. Формирование преимущественно Т-клеточ-ного иммунодефицита проявлялось прогрессирующим акцидентальным опустошением тимуса с делимфатизацией его коркового вещества и резким снижением корково-мозгового отношения, усилением бласттрансформации лимфоцитов в Т-зависимых зонах и плазматизацией периферических органов ИС. А формирование комбинированного Т- и В-клеточного иммунодефицита сопровождается выраженными атрофически-ми изменениями тимуса и явлениями его склероза, исчезновением светлых центров размножения и субатрофией лимфоидных фолликулов в периферических органах ИС.

Установлена определенная корреляция морфологических изменений не только со временем, прошедшим после травмы или оперативного вмешательства, но также с развитием у пострадавших инфекционных осложнений, которая не зависела от локализации травмы.

Проведенные исследования показали, что ИДС при травматической болезни наряду с морфологическими изменениями в органах ИС, обусловлено, в том числе, картиной гормональных отклонений и морфологическими изменениями в гипофизе и надпочечниках. Морфологические эндокринопатии в указанных железах в первые дни после травмы носят преимущественно гиперпластический и дистрофический характер, с острыми микроциркуляторными расстройствами, как реакции напряжения. В гипофизе обнаруживаются гиперплазия и гипертрофия базофи-лов; дискомплексация клеток, как признак реакции мобилизации секреции; частичный кальци-

ноз коллоида. В надпочечниках в эти дни отмечалось увеличение толщины пучковой зоны коркового вещества, что проявляет, по-видимому, повышение секреции глюкокортикоидов; исчезновение зернистости в клетках мозгового вещества, с отеком и мелкими очагами кровоизлияния в нем. А к концу 1 месяца к этим патологиям в гипофиз-надпочечниковом звене присоединяются некротические, атрофические и склеротические изменения паренхимы и стромы желез, теперь уже как реакции истощения. Эти изменения более грубо выражены у лиц с хронической наркотической интоксикацией, а также особенно выражены были у больных с инфекционными осложнениями. В гипофизе отмечалась гиперплазия базофильных клеток, вакуолизация цитоплазмы базофилов и некроз клеток, умеренный склероз стромы, кальциноз коллоида. В надпочечниках наряду с дистрофическими и некротическими изменениями выражена была атрофия коры, исчезновение клеточных ячеек клубочковой зоны. В мозговом веществе надпочечников развивалась дегрануляция клеток.

Подобные изменения в гипофизе и надпочечниках, также как и в отношении восстановления иммунореактивности организма, требуют определения гормонального баланса и его коррекции у травмированных больных в постреанимационном периоде.

У 6 исследованных больных, страдавших одновременно хронической наркоманией, картина патогистологических изменений в органах ИС, также и эндокринных железах, состояла из более грубых хронических морфологических изменений, по сравнению с тем большинством, кто

не страдал этим недугом. У этих больных обнаруживались более глубокие изменения паренхимы органа, особенно атрофические и склеротические, которые имели тотальный характер. Помимо вышеуказанных, в тимусе хронических наркоманов выявлено жировое перерождение паренхимы, периваскулярный склероз сосудов.

ИДС, как одно из проявлений реанимационной патологии или "травматической болезни", развивается под влиянием разнообразных факторов экзогенного и эндогенного характера. Показано, что в механизмах развития посттравматического, в том числе, послеоперационного ВИД, участвуют продукты тканевого распада, эндотоксины, некоторые анестетики, применяемые при наркозе, различные лекарственные средства, массивное переливание крови и ее препаратов, средства реанимационной терапии, искусственное кровообращение, травма органов и тканей и т.д. (2).

ИДС, развивающееся в посттравматический период, сопровождается нарушениями в Т- и В-системах иммунитета и неспецифической защиты. Его особенностью является в основном экстренная мобилизация лимфоцитов, интенсификация процессов их миграции и перераспределение между различными органами ИС, кровью и другими тканями организма и, в значительно меньшей мере, с клеточным апоптозом - с разрушением лимфоцитов. В целом эти изменения характеризуются делимфатизацией лимфо-идных органов. Однако, уменьшение массы лимфоидных органов при этом, по-видимому, также, как и при возрастной инволюции, не ведет к резкому снижению ее функциональных возможностей, не препятствуют развитию реактивной гиперплазии селезенки и региональных лимфатических узлов при возникновении инфекционных осложнений.

Стресс, вызываемый операцией, сопровождается увеличением количества пролифератив-но активных В-лимфоцитов в периферической крови, в результате усиленного экспорта В-лим-фоцитов в периферическую кровь для компенсации экстренно возникшей стрессорной иммуно-супрессии. В организме возникает ситуация, при которой часть ИС находится в активированном состоянии, другие ее функции парадоксально угнетаются (10). В этой ситуации исход зависит от наличия компенсаторного потенциала организма. Динамика показателей иммунитета после травмы могут носить фазовый характер, сходный со стадиями общего адаптационного синдрома: ИДС прогрессирует после стадий угнетения и стимуляции, как истощение компенсаторных возможностей ИС и стадия декомпенсации. Снижение количества клеток Т-системы в постреанимационном периоде соответствует плохой компенсации со стороны организма, что

сопровождается медленным выздоровлением больных. Выраженное снижение и замедленное восстановление клеточного и гуморального иммунитета, т.е. декомпенсация ИС, является предпосылкой тяжелого течения постреанимационного периода, развития осложнений воспалительного характера, а также гнойно-септических осложнений. Давно уже доказанным считается регулирующее действие нейроэндокрин-ной системы на пролиферацию, дифференци-ровку и активность иммунокомпетентных клеток. Метаболические процессы в иммунокомпетент-ных клетках находятся под контролем эндокринной и центральной нервной системы по типу обратной связи.

Таким образом, ИДС, развивающееся в постреанимационном периоде, это группа различных вариантов дисфункции ИС, которая выражается в угнетении, прежде всего, ее Т-кле-точного, регуляторного звена (тимусзависимое ИДС), а также В-клеточного звена (гуморальное ИДС), фагоцитоза и неспецифических систем защиты, в сочетании с эндокринными нарушениями. ИДС при интенсивной терапии и реанимации следует рассматривать как комплексную проблему нарушения функций иммунной и ней-роэндокринной систем.

Возрастание интереса к изменениям органов ИС при стрессе, наблюдаемое в настоящее время, не является случайным. Это связано с тем, что последствия перенесенных стрессов обусловлены не только силой, продолжительностью и природой стрессорного фактора, но и исходным функциональным состоянием ИС [2, 9, 11, 13]. Различные предшествующие патологии, сопровождающиеся ослаблением ИС, сами приводят к существенным нарушениям иммунной реактивности и неспецифической реактивности организма. Они также могут предшествовать травме или осложнять течение травматической болезни, что однако, до сих пор остается вне поля зрения специальных исследований. Операционный стресс, развивающийся на фоне ИДС (например, при хронической наркомании), протекает еще тяжелее и нередко приводит к летальному исходу. В связи с этим операционный стресс, развивающийся на фоне патологии иммунитета у больных с хронической наркотической интоксикации, представляет особый интерес.

Необходимо отметить, что тяжесть и глубина морфофункциональных изменений и клеточного состава органов ИС при операционном стрессе, также существенно зависит от индивидуальных особенностей устойчивости людей к стрессу (7), пола и возраста, срока воздействия стрессогенного фактора, уровня воздействующего фактора и способности адаптироваться к нему макроорганизма (9).

Влияние дефицитных вариантов альфа-1 антитрипсина на заболеваемость

М. 3. Дадашов

Институт Физики HAH Азербайджана, г. Баку

Данное обстоятельство свидетельствует о необходимости целенаправленной профилактики развития ИДС в постреанимационном периоде. Один из путей предупреждения послеоперационной заболеваемости в результате вторичного ИДС - совершенствование известных и разработка новых методов премедикации и послеоперационной анальгезии, методов и средств интенсивной терапии и реанимационных мероприятий, с учетом тяжести хирургической травмы, исходного состояния иммунной и эндокринной систем.

ЛИТЕРАТУРА

1. Волкова Л.В. Морфофункциональные изменения в тимусе и селезенке при стрессовых воздействиях. Автореф. дисс. докт. мед. наук. Кишинев, 1996, 40 с.; 2. Колобов С.В., Ярема И.В., Зайрать-янц О.В. Основы регионарной иммунотерапии. - М., 2001, 182 с. 3. Новиков В.С., Смирнов В.С. Иммунофизиология экстремальных состояний. - М.: Наука, 1995, 172 с.; 4. Сапин М.Р., Никитюк Д.Б. Иммунная система, стресс и иммунодефицит. - М., 2000, 184 с.; 5. Селье Г. Стресс без дистресса. - М.: Наука, 1984, 115 с.; 6. Смирнов В.С., Фрейдлин И.С. Иммунодефицитные состояния. - СПб., 2000, 557 с.; 7. Судаков К.В. Индивидуальная устойчивость к эмоциональному стрессу. - М., 1998, 263 с.; 8. Царева С.В. Морфология лимфатических узлов при эмоциональном стрессе. - Автореф. дисс....канд. мед. наук, Москва, 1993, 25 с.; 9. Ягмуров О.Д. Функциональная морфология лимфоидных органов при вторичных им-

мунодефицитных состояниях. - Автореф. дисс....докт. мед. наук.

СПб., 1997; 10. Faist E., Schinkel C., Zimmer S. Update on the mechanisms of immune suppression of injury and immune modulation. -World Journal of Surgery, 1996. v.20, N.4. p.454-459; 11. Taub D.D.,

Eisenstein T.K., Geller E.B. et al. Immunomodulatory activity of- and k-selektive opioid agenists. - Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1991, v.88, p.360-364; 12. Solomon G.F., Fiatarone M.A., Benton D. et al. Psychoimmunologic and endorphin function in the aged. - Am. N.Y. Acad. Sci., 1988, v.521, p.43-58; 13. Wiedermann C.J. Shared recognition molecules in the brain and lymphoid tissues: the polypeptide mediator network of psychoneuro-immunology. - Immunol. Letter, 1987, v.16, p.371-378.

SUMMARY

Morphological changes in organs of immune system in postreanimation period in conditions of intensive therapy AGasanov, E.Agayev

In the article the authors presented results of study dedicated to the problem of changes in organs of immune system in postreanimation period.

40 corps were morphologically investigated and results obtained demonstrated that in the time of terminal health conditions there was strong structural changes in organs of immune system. This changes expressed in T- and then B-cells immunodeficiency.

Immunodeficiency in time of intensive therapy and reanimation have to be considered as complex dysfunctions of immune and neuro-endocrine systems .

nocrynHJia 04.04..2006

Альфа-1 антитрипсин (А1АТ) - один из основных ингибиторов сериновых протеаз - обладает широким спектром антипротеазной активности и обусловливает 90% антипротеазной активности сыворотки крови. Многочисленные исследования показали, что у больных с различными формами функциональных нарушений характерны высокие частоты мутантных вариантов А1АТ, продукты которых отличаются пониженной активностью (на 40-80% ниже нормы) (3, 11, 13). Особый интерес в этом отношении представляют

часто встречающие варианты S и Z, так как эти варианты ассоциируются с определенными заболеваниями легких и печени в раннем возрасте, чаше всего с летальным исходом (13). В меньшей степени низкая концентрация А1АТ ассоциируется с рядом других заболеваний: ревматоидным артритом, болезнью Вебера-Христиана, панкреатитом, псориазом, хроническом простатитом и др. (2, 3, 7, 8, 11, 15). Имеются также сообщения о причастности дефицита А1АТ к простудным заболеваниям в целом (9, 12). То