Морфофункциональная оценка обструкции бронхиальных путей при формировании ХОБЛ различной степени тяжести

УДК 616.24-002.2: 616.233-002: 576.31 Т.И.Бобровник

МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ОБСТРУКЦИИ БРОНХИАЛЬНЫХ ПУТЕЙ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ ХОБЛ РАЗЛИЧНОЙ СТЕПЕНИ ТЯЖЕСТИ

ГУ Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания СО РАМН

РЕЗЮМЕ

При хронических заболеваниях легких, особенно при хроническом бронхите и бронхиальной астме формируются сложные тканевые взаимоотношения в слизистой оболочке бронхиальных путей. Под влиянием нейрогуморальных нарушений изменяется гомеостаз соединительной и мышечной ткани в стенке слизистой бронха. Это приводит к нарушению их пропорциональных взаимоотношений. В работе представлен материал, позволяющий установить индекс тяжести обструк-тивных явлений путем выявления взаимоотношения морфологических и функциональных показателей в дистальных отделах бронхиального дерева.

SUMMARY

T.I.Bobrovnik

MORPHOFUNCTIONAL EVALUATION OF

BRONCHIAL OBSTRUCTION IN PATIENTS WITH COPD OF DIFFERENT SEVERITY

Chronic pulmonary diseases, especially chronic bronchitis and bronchial asthma result in complicated relations in bronchial mucosa. Homeostasis of connective tissue and muscular tissue change which results from neurohumoral disturbances. The paper describes data allowing to determine obstruction severity index by showing morphological and functional values in distant compartments of the bronchial tree.

Хронические обструктивные болезни легких (ХОБЛ) относятся к числу наиболее распространенных заболеваний человека. ХОБЛ - собирательное понятие, которое объединяет группу хронических болезней дыхательной системы: хронический обструктивный бронхит (ХОБ), эмфизема легких, бронхиальная астма. Некоторые включают в эту группу муковисцидоз, бронхо-эктатическую болезнь [1, 2]. ХОБЛ рассматривают как явление с признаками терминальной дыхательной недостаточности, характерным признаком которой является снижение ОФВ1 до 30% от должной величины. Иначе говоря, это состояние дыхательной системы, при котором происходит утрата обратимого компонента бронхиальной обструкции. Почти в 90% случаев причиной развития ХОБЛ является хронический обструк-тивный бронхит (ХОБ), а в 10% случаев ХОБЛ формируется на базе бронхиальной астмы (БА).

Как ХОБ, так и БА являются состояниями дыхательной системы, как правило, вяло текущими и не склонными к обратному развитию. Если при БА в настоящее время подавляющее большинство исследователей основной причиной её возникновения относят к иммунно-генетическим нарушениям организма, то в отношении ХОБ имеется много различ-

ных точек зрения [3, 4, 5, 6].

Если в странах Западной Европы настойчиво на первое место выдвигается курение, то в России с этими факторами намного сложнее. На первое место выдвигается хронический воспалительный процесс, обусловленный инфекцией при постоянном воздействии на организм низких температур в большую часть года.

Последний фактор приводит к сложным структурным тканевым изменениям в слизистой оболочке бронхов, чаще всего в дистальных отделах бронхиального дерева. При таком подходе многие факторы, рассматриваемые в Федеральной программе [1] следует считать не причинными, а скорее производными: изменения в мукоцилиарном клиренсе, секреторная активность слизистой, появление секреции б^А и т.д.

В силу этих обстоятельств назрел вопрос подойти к оценке обструктивного синдрома, возникающего при хронических неспецифических процессах в легких, не с точки зрения причин, порождающих их, а с позиций этиопатогенеза. Причем рассматривать это явление нужно в порядке очередности возникающих в дистальных отделах бронхиального дерева патологических процессов: тканевые изменения, индуцируемые иммунногормональными изменениями в организме и характер ответной реакции тканей, приводящих к глубоким функциональным расстройствам.

Материал и методы исследования

Исследование проводилось на 105 пациентах, среди которых 46 были с хроническим бронхитом (ХБ), а остальные 59 болели БА различной степени тяжести.

У всех пациентов была выполнена бронхоскопия с обязательным забором биопсийного материала. Биопсийный материал фиксировался, заливался в парафин. Срезы окрашивались гематоксилином Бёмера

- эозином по ван Гизону, альциановым синим по Стидмену и по Касону. Последняя окраска была выполнена комбинированным раствором красителей, в состав которого входили железный гематоксилин по Вейгерту, анилиновый синий, оранж Ж, кислый фуксин. Это позволило различать соединительную, мышечную ткани и четко выделять базальную мембрану. Препараты обрабатывались с помощью системы Вюу1бюп на компьютере. Обработка на компьютере позволила стандартизовать окно исследования препарата при 660*490 усл. ед. В пределах стандартного окна выделялась площадь, занимаемая мышечной тканью, соединительной тканью и

толщина базальной мембраны.

результаты исследования

Анализируя строение участка слизистой оболочки стенки бронха при ХБ и БА на различных стадиях заболевания, мы позволили себе составить таблицу количественной характеристики слизистой и постоянно присутствующих при этом метаболических факторов (табл.).

Tt&riHu

Лимлчига .Mít]w|Mh.irii ичгтіш шмгмеыиМ гли інгіпЦ оФалочкч 6]NNiQi) ні |ншчнні тгчгния ХОЬЛ

ПрсЫшт.п 1-1 е ч P(M*ÍTÍ00 п И ч « ifHf (1 [ЧИ ВСС U L"l IVcHhtr И№ ЛИДЛИЧКО ил* он ClJ»tH№t i:ic4tii1u»í4)f.:HlEiEir.ivii0ñ miitt MUulmiLilt nm tinin- СТОЙ обмочім ТЧЧ1НЫ ÍKlM№-

ЛкІ«*- пюстк АК1 Глеи- НИИ lit itípCFkfM ЖТфЫЫЯ ЇИС.ІОТ MPS ÜÉÙ1.ÏL-liv «ÍU-Í^VnH Ичі.жіпси-стц? çrpjü* тури {>TtE СКДВНН- телтА томен

ХроинчсскиР GpOHMfT, леї - *** стиш тскнгі УЬМНСК* AVí rw ЧП.Ц tof**'- wn mam AWItDtll Ht № [ШСТ ЕкфМІЧНСЯО ILhHu і-іцянга -'.'.іі+.-чікійішп, чікм if4,uiufl (."легка MídHÍ'IH- тьінче pjjpatiBHHC KainaríiHV Ul.*( K.WhDM Ні іфіг.інраїли ЧАици^пмк Hirrç. CHHIU ЗЛІ* l«IV

І(хіар1іьн№ а.1ЛЄра И№ СИЧ ниг. чалнчнц: llpIMIÍjKl'll ПрОЯВКНШ Сі|юн\и-П ' 1. 11 -г> и пстчм УсНЛННг ГТС1 31' Tl<MWT^ A\3 lió ХПЛУ i't' фїічігтииі цлйМі УісЛиНп- МйСтп ТуоШ* Е.ТСГ1М р/1 ишь ("u Si. INH.-ЛІ 4CVfT\4Unj VbC-.ih- чкиспі ІЮАрЯ*-  ІПІІГКІ с иорилЯ я J-S р) Лкшн- Iiont ilipturt- LCH Mtc-.ьичннл-ÍTCÍ II клетках ППИК.1Н1 І'иліина-<Tíi pe-акчи» На MÜS я -lllHTC.lH.il £.lHt№- CTHtíl У КЛИЧ ІЕВаГТСН ЧЩПО 004.10-РІІЛ>1Ь|Ч клсипк (Глет. >Т0.1Шб*Ш Исіма'пі' ltMW pa ifratrai-mr ипдгшчщ^ kiJ h, ao.WWHI Пораженный 1,1.jtf-.JHII II-IG.lUIÜfl -ПИЦІ, U Mill 41* тучни* МиИК'ИШС МКкКНТЫ «h-ElLIUn IK вал« га % ïf.KMilhlil ILllHIJiLLIL ЇЛИ-тистпр Kirrç- счигйя aurai' нот

\poiiii ілким ЗрОШИТ, Lpr.riHi і:іа-,|ІЕІ 1 I JbL'L'M ] limb чінЧіі (ТИШИ Вдереш- IIUl HI.W-№ii, ip*: ішиїт і н Lutnan/i-uudK4 ІДИ” ТЕЛМЙ ^IIMK.mfl чаше II0LWT ^JfilhTCp ЗИкКІІІЛІЮІЧк В k'EEipílalJ» kJJI-tii)-1UV у .icrük. тс-ріКПІІНХ LHJIh Лр}Т і JPÍ ГОП ІіґІМйчн-тыни РЇЧ13СТВНЧ( Ю-.I.ILlf LHl>-их mi.-Hhki'M

М-І.1М'! WlVl qSEJUctt Т1ЖЧСІИ І^шС h.KTHI МЧЛр*- Kffîl в ЧВПС.ІНЙ. Hu«¥ïi ІХ-Ц-'.іНЧ lu Ewcra-4HW Ук.ти- 'LHUfTC J i î-îpai ItuL-L'KM ПкТ II b-HWn ПфҐЕН-Ий ЖЛр-HU4 k«-L.uur U inm^.iHM Уиілпиа,- ÇTC1 pe-ІКІІШ llLi MÜS к jlljrTÇ.UIII  їииимий НЛ1- ILIIU|[K>MII и t. |Х ULK kitlï ч Ил LLII,- ;i:.< кчц-("цчиїа VEP.l IIICJM ПО í[t» hlCHKMt t HDfUHrfl К Wp*n YlK IH'liirilí маертокн* »чіл.іаісш>-Ш£ ід.цпні 111 ihiia VucpciiiiMf) ('ICK «»ІИНЩТЛМЮП IKLUin. Много Т^’чния t-TÇTO* Миисчлыс jníUfKTU UMH^äJOi ¡5- ÏCJ ч* Ii.-Kiina.jhi

ХіЧ>нчч«їиП lift* ILA HI ТІХ1.Ш, OÍÍ' Сір^ІПНніи 'ЇНИКЛНЯ [ХМ И' м ¡mu і л н роми Ьа>о.іь- МШ ЬЧ'Н- Лрача укі.тщспи • І-' раї Пцчкм го- ипне 1-ккшип. 4,-ь ли 1НПСЯ Ih.'.l -HIUrttMín {.Mmitítu prnto скг-ч(кіііфсіадмі и часта ии-фильтрирлнана

Ь(Хім\м-ііиі I* 1ІЖЄ.Ш фор. 44 1*Чц'ИИЧ Híp*HWt ишкн* E ucweA ùtHUJÉHS- «uo ЛЗСі і gvpjL'i їх"  КШПГ.ПН'Й (’¡LKP- ЖШОІГ пкіичімл ИВДЇ К F kV'Wi H елкіигтй ko.IflTf-CTW HJ- ui-щц-по- Ал-лині HNIUr O'I 50 U.v- ГсЫЦКЛ 14 NOS (KHO ïia * ЇХТШ ЗППМЩ ЇЕІИІС.ІМЙ ÓCTB" ста uççtïuh нл ÖdHUbHOB чгм-£рвн? t ttuc алне.кйккнр KÏ*l4«l£flfÇ hii.ni> чад б(ИЧ.І ¡шцн і 4-5 paj Пучіч m- (Л|1[11П<ПЦ- м-тшнш НАМНМ рМЕІІИіиКі Il-Я Гад HIWTB-• 1к*Ч ГІрн ЬА чи- ШСЧІПЛС КЧСг UVJnjJ UIJH- ч*»і,» í(W0 % ІІГМ.ІІІ 1IL1II Ч*стие CKUIL1C-IÉIIJ Г.1Л  Bl  .V4-lUMlUX 4>E JC.ILL4 tifHMEMH

БЮЛЛЕТЕНЬ_____________________________________________________________________________________________________Выпуск 21.2005

Начальные этапы ХБ и БА резко отличаются. Если при ХБ доминируют признаки воспаления с интенсивно выраженной инфильтрацией сегментоядерными лейкоцитами, то при БА доминируют признаки отека с появлением в соединительной ткани лимфоцитов, тучных клеток и эозинофилов. Базальная мембрана как в первом, так и во втором случаях умеренно утолщена - в пределах 2-3 мкм.

В соединительной ткани появляется большое количество катионных белков. Если процесс воспаления стенки бронха затягивается на несколько недель (до 3 месяцев), тканевые изменения начинают приобретать несколько иной характер.

Под влиянием высокого содержания гистамина -

0,05±0,001 мкг/мл (контроль - 0,02 мкг/мл); и перекисей жирных кислот - 0,86 мкМоль/л (контроль -

0,045 мкМоль/л) в соединительной ткани слизистой оболочки начинает активизироваться синтез волокнистых структур - коллагеновых волокон III типа и коллагеновых волокон IV и V типов, последние из которых сосредоточены в базальной мембране и вокруг мелких кровеносных сосудов. Такого рода события приводят к хронизации процесса и нарушению трофики слизистой оболочки.

У лиц, страдающих бронхиальной астмой, к концу 3-4 года заболевания, ввиду присутствия в соединительной ткани большого количества жирных кислот и снижения антиокислительных процессов, наблюдается нарастание коллагена III типа по сравнению с исходным состоянием. Соединительная ткань при легкой стадии течения БА в слизистой занимает 22-30%, в то время как при явно выраженной средней стадии течения заболевания она увеличивается до 44-50%.

Еще более показательными становятся данные, касающиеся оценки состояния мышечной ткани слизистой оболочки при переходе заболевания в тяжелую стадию течения. Мышечная ткань под влиянием тканевых нейро-гормональных факторов и биогенноактивных веществ стимулируется к увеличению в количестве за счет образования новых гладкомышечных клеток. Этот процесс можно назвать ведущим и вполне достоверным при оценке нарастания обструкции. Именно это нужно учитывать при оценке необратимых обструктив-ных процессов в дистальных отделах бронхиального дерева.

При легкой стадии течения как у лиц с ХБ, так и при бронхиальной астме процент мышечной ткани в слизистой оболочке занимает 10-15%. Но уже при средней тяжести течения заболевания количество мышечных элементов увеличивается до 20-25%. На этом этапе основная роль в формировании обструкции приходится на нейро-гуморальную регуляцию процесса.

При тяжелой стадии, когда в силу необратимости тканевых процессов резко увеличивается удельный процент мышечных элементов до 55-60%, качественная перестройка соединительной ткани приводит к увеличению количества коллагена III типа, что делает слизистую ригидной. Явления обструкции мелких бронхов достигают своего апогея. Функциональные показатели проходимости становятся крайне минимальными.

Мы позволили себе вывести индекс обструкции, исходя из морфологических и функциональных показате-

лей, регистрируемых на каждой стадии заболевания. При этом мы учитывали процент соединительной и мышечной ткани на постоянную площадь, занесенную с препарата в компьютер. Эти показатели с добавлением толщины базальной мембраны заносятся в числитель. В знаменателе - сумма показателей была представлена из МОС25, МОС50 и МОС75. Формула проверена на 105 больных и коррелирует с клиническим течением заболевания этих пациентов.

Легкая стадия течения характеризуется индексом в пределах 0,15-0,20 усл. ед. Средняя стадия обструкции

- 0,75-0,80 усл. ед. Тяжелая стадия - от 1,5 и выше.

Выводы

1. Хроническая обструктивная болезнь легких в основном формируется за счет хронического бронхита и бронхиальной астмы.

2. Ведущим фактором в развитии хронизации этих процессов на территории Сибири, Дальнего Востока и Крайнего Севера является длительное воздействие на организм низких температур, приводящих к хроническому воспалению с присоединением инфекционного фактора.

3. Экстремальные климатические условия порождают глубокие нейро-эндокринные и липидные нарушения в организме, провоцирующие нарушение структурного гомеостаза в стенке бронхиального дерева.

4. Изменения в синтезе соединительной ткани и росте элементов гладкой мускулатуры приводят к появлению необратимых тканевых процессов, порождающих затруднения в проходимости дистальных отделов бронхов и, как следствие, проявление низких функциональных показателей на уровне МОС25; МОС50; МОС75.

ЛИТЕРАТУРА

1. Хронические обструктивные болезни легких. Федеральная программа [Текст]/Министерство здравоохранения РФ.- М., 1999.-40 с.

2. Standards for diagnosis and care of patients with chronic obstructive pulmonary disease. ATS statement [Text]//J.Amer. Resp. Crit. Care Med.-1995.-Vol.152.-P.77-120.

3. Cellular and biochemical mechanisms in chronic obstructive pulmonary disease [Text]/J.R.Hoidal, P.KJeffery//Management of chronic obstructive pulmonary disease/eds D.S. Postma, N.M. Siafakas.-The European Respiratory Society Monograph, 7 May, 1998.-Р.302.

4. Characteristics inflammation in biopsies from lade airway of with astma and subjects with chronic airflow lim [Text]/S.L.Ollerenshaw, A.J.Woolcock.-1992.-Vol.145.-P.922-927.

5. Pathophysiology of chronic obstructive pulmonary disease [Text]/R.Rodriguez-Roisin, W.MacNee //Management of chronic obstructive pulmonary disease/eds. D.S.Postma, N.M.Siafakas.-The European Respiratory Society Monograph, 7 May, 1998.-Р.107.

6. Small airways disease and chronic obstructive pulmonary disease [Text]/D.Stanescu//Management of chronic obstructive pulmonary disease/eds. D.S.Postma, N.M.Siafakas.-The European Respiratory Society Monograph, 7 May, 1998.-Р.127.