Автореферат и диссертация по медицине (14.00.02) на тему:Микроциркуляторное русло тонкой кишки при индуцированной склеродермии (экспериментально-морфологическое исследование)

Актуальность темы. Системная склеродермия - уникальная природная модель генерализованного фиброза (123) с характерными сосудистыми изменениями, лежащими в основе поражения кожи, сосудов и внутренних органов (41, 55, 125, 215, 275). Заболеваемость склеродермией значительно возросла в последние годы и варьирует в пределах 32 - 45 на 100.000 населения (45,129,269).

Системная склеродермия - заболевание хроническое, в большинстве случаев медленно прогрессирующее, поздно распознающееся, чаще всего уже на стадии необратимых изменений сосудов и соединительной ткани (12, 123).

Одним из важных факторов патогенеза системной склеродермии является нарушения микроциркуляции, в основе которых лежат поражение сосудистой стенки и изменения реологических свойств крови (12,38,48,110).

При этом повреждение эндотелия кровеносных сосудов рассматривается в качестве инициального механизма, ведущего к формированию периферической и органной склеродемической микроангиопатии (169, 247). Повреждение энтотелия, в свою очередь, вызывается антиэндотелиальными антителами, которые обладают способностью индуцировать механизм антитело-зависимой клеточной токсичности (147, 248, 286). Однако до настоящего времени неясно, что же является первым звеном, непосредственным пусковым механизмом в развитии сложного аутоиммунного процесса, в результате которого в организме больного склеродермией появляется высокий суммарный сывороточный уровень антиэндотелиальных антител. Латентной вирусной инфекции в настоящее время отводится наиболее вероятная роль в этом процессе (69,163,175,271).

Тем не менее, существует и другая точка зрения, рассматривающая системную склеродермию как заболевание кровеносных сосудов, а точнее заболевание гладких миоцитов сосудистой стенки (99). Поражение гладкой мускулатуры не ограничивается лишь сосудистой стенкой, поражаются так же гладкие миоциты в стенке желудочно-кишечного тракта, вследствие чего развивается атрофия мышечной оболочки, главным образом, циркулярного её слоя (47, 49, ИЗ, 273). Таким образом, при системной склеродермии синдром Рейно служит, как правило, первым и наиболее частым проявлением, нередко генерализованным и превалирующим в клинической картине заболевания (30, 42,99,303).

Помимо периферического синдрома Рейно, доказано наличие его внутренних эквивалентов при поражении сосудов почек (8, 99, 193), лёгких (164, 184), желудочно-кишечного тракта (160,167,236).

Лечение синдрома Рейно при системной склеродермии, несмотря на определенные успехи, остаётся весьма актуальной проблемой (182,183). Эффективность лечения в значительной мере определяется не только ранним началом терапии, но и длительностью, практически её непрерывностью (123).

В последнее время внимание учёных привлечено к изучению новых форм склеродермических болезней, особенно индуцированной склеродермии, связанной с воздействием промышленных, медикаментозных и даже пищевых агентов (44). Реальность этих форм, несомненное увеличение их частоты в различных странах мира, практическая значимость и необходимость разработки превентивных мер - всё это обусловило необходимость включения индуцированной склеродермии в современные международные и отечественные классификации ревматических болезней (121).

Совершенно очевидно, что изучение индуцированной склеродермии в эксперименте позволит получить новые данные о морфофункциональном состоянии микроциркуляторного русла при этой патологии, которые могут быть экстраполированы на многие заболевания, сопровождающиеся избыточным фиброзообразованием и сосудистыми нарушениями (43, 44,152).

Цель работы - выявить закономерности в развитии морфофункцио-нальных нарушений в микроциркуляторном русле тонкой кишки при индуцированной склеродермии и доказать возможность их медикаментозной коррекции.

Задача работы:

1. Изучить морфофункциональное состояние микроциркуляторного русла брыжейки тонкой кишки собак при индуцированной склеродермии;

2. Получить данные о морфофункциональных изменениях микроциркуляторного русла стенки тонкой кишки собак при индуцированной склеродермии;

3. Выявить морфофункциональные изменения лимфоидной ткани, ассоциированной с тонкой кишкой собак, при индуцированной склеродермии;

4. Провести анализ морфофункционального состояния микроциркуляторного русла стенки тонкой кишки собак при индуцированной склеродермии на фоне применения коррегирующей медикаментозной терапии. г-' * -и

Научная новизна исследования.

1. Впервые проведено комплексное изучение морфофункциональных изменений всех компонентов микроциркуляторного русла тонкой кишки при индуцированной склеродермии;

2. Впервые установлено, что морфофункциональные изменения микроциркуляторного русла тонкой кишки при индуцированной склеродермии опережают развитие подобных изменений в коже;

3. Впервые показаны структурные изменения стенки тонкой кишки при индуцированной склеродермии атрофия гладкой мышечной ткани, фиброз соединительной ткани, деструкция слизистой оболочки;

4. Впервые выявлены морфологические изменения экстраорганных сосудов тонкой кишки при инфицированной склеродермии: гиперплазия интимы, её фиброз, стенозирование и облитерация просвета;

5. Впервые получены достоверные данные об эффективности применения лекарственных препаратов (квинаприла, полудана и «Поли-сорба МП») при индуцированной склеродермии.

Практическая значимость работы.

1. Получены новые морфологические доказательства о первичном поражении микроциркуляторного русла при индуцированной склеродермии;

2. Получены новые данные об изменениях реологических свойствах крови при индуцированной склеродермии, ведущих к развитию синдрома диссемированного внутрисосудистого свёртывания крови;

3. Полученные данные позволяют рекомендовать для коррекции нарушений в системе микроциркуляции при системной склеродермии лекарственные препараты: квинаприл (стабилизатор функции эндотелия), полудан (стимулятор эндогенного интерферона) и энтеро-сорбент «Полисорб МП» (стабилизатор метаболизма).

Выводы

1. Индуцированные блеомицином морфофункциональные нарушения в системе краниальной брыжеечной артерии собак имеют генерализованный характер и вызывают типичное для системной склеродермии поражение стенки тонкой кишки: склерозирование атрофированной мышечной оболочки и подслизистой основы.

2. На ранних стадиях эксперимента блеомицин индуцирует функциональную активность эндотелиоцитов и стойкое набухание специализированных эндотелиоцитов. В связи с этим происходит полное закрытие просвета обменных микрососудов и значительное уменьшение внутреннего диаметра артериальных и венозных сосудов.

3. Длительное введение способного к кумуляции блеомицина вызывает деструктивные изменения гладких миоцитов в системе краниальной брыжеечной артерии и в мышечной оболочке тонкой кишки. В последующем гладкие миоциты замещаются соединительной тканью с большим количеством коллагеновых волокон. Их пролиферация связана с увеличением популяции фибробластов с высокой синтетической активностью.

4. Повреждение регуляторных механизмов в системе краниальной брыжеечной артерии: эндотелиальных и мышечных сфинктеров в микроцир-куляторном русле стенки кишки и атрофия мышечной оболочки в стенке экстраорганных артерий и в стенке кишки, а так же развитие диссеминирован-ного свёртывания крови, способствует увеличению периферического сосудистого сопротивления и повышению системного артериального давления у экспериментальных животных.

5. Блеомицин стимулирует увеличение числа внутриэпителиальных лимфоцитов и бокаловидных экзокриноцитов в кишечных ворсинках и числа иммунокомпетентных клеток (лимфоцитов, плазмобластов и плазмоцитов) в собственной пластинке слизистой оболочки с образованием лимфоцитарно-плазмоцитарных инфильтратов и одиночных лимфоидных узелков. Эти изменения, а так же увеличение слоя слизистых наложений способствуют повышению резистенности слизистой оболочки к токсическому воздействию блеомицина.

6. Прекращение введения блеомицина на ранних стадиях эксперимента вызывает обратное развитие морфологических изменений в стенке кишки и в системе краниальной брыжеечной артерии: нормализацию реологических свойств крови, восстановление гистоструктуры стенки сосудов и реставрацию фрагментов микроциркуляторного русла. Однако ввиду хаотичного роста вновь образованных микрососудов, органоспецифичность этих фрагментов в мышечной оболочке и подслизистой основе утрачивается.

7. Токсическое воздействие блеомицина на биологические объекты в стенке тонкой кишки и в стенке кровеносных сосудов (эндотелиоциты, гладкие миоциты и фибробласты) эффективно купируются в эксперименте соче-танным применением лекарственных препаратов: квинаприла гидрохлорида, полисорба МП и полудана.

I5 /

Заключение

Анализ полученных в эксперименте данных позволяет считать, что индуцированные блеомицином морфофункциональные изменения микроцирку-ляторного русла стенки тонкой кишки и её экстраорганных сосудов, аналогичны сосудистым изменениям в других органах и, прежде всего в коже, почках и лёгких, наблюдаемым при системной склеродермии (12, 14, 112, 196, 233). Значительна простота создания экспериментальной модели и лёгкость, с которой развиваются индуцированные блеомицином клинические и морфологические симптомы системной склеродермии, делают эту модель наиболее перспективной из всех известных в настоящее время моделей системной склеродермии. Кроме того, наши данные подтвердили ранее высказанное положение (155) об одном уникальном признаке блеомициновой модели: прекращение введение блеомицина ведёт к уменьшению довольно тяжёлых, уже развивающихся патологических изменений в органах. Оказалось, что отказ от введения блеомиц* <на животным, у которых уже были констан-тированы значительные ' о функциональные изменения в стенке тонкой кишки: нарушения реологии крови, увеличение сосудистой проницаемости, деструктивные изменения стенки внутри- и внеорганных сосудов, облитера-пия их просвета - способствовал развитию репаративных процессов и относительной реставрации микроциркуляторного русла.

Структурные изменения стенки микрососудов и стенки экстраорганных сосудов, в первую очередь, касались изменения эндотелиоцитов. Вначале эксперимента эти изменения носили функциональный характер. Это усиление проницаемости за счёт увеличения числа и размеров пиноцитозных пузырьков и расширение межэндотелиальных промежутков, а так же значительного набухания ядер и цитоплазмы эндотелиоцитов. Эти специализированные эндотелиоциты, способные к быстрому «набуханию-отбуханию», выявляются и в норме на всем протяжении микроциркуляторного русла тонкой кишки и, именно они, являются основными и быстрыми регуляторами кровотока в нём. В патологических условиях набухание эндотелиоцитов достигает критического порога, что и ведёт вначале к выключению из кровотока целых фрагментов микроциркуляторного русла, а затем к десквамации эндотелия и структурным изменениям стенки и микрососудов, и экстраорганных сосудов. Патологическим изменениям эндотелиоцитов предшествовали реологические нарушения: фиксация к ним эритроцитов и формирование в просвете сосудов фибриновых свёртков. Характерные для системной склеродермии нарушения: синдром Рейно и синдром дессиминированного свёртывания крови являются классическими и признаются всеми исследователями (8, 46, 94, 186, 227,330,331).

И тем не менее морфологическая основа синдрома Рейно остаётся до конца не установленной. По данным же литературы (49, 55,69, 123,125, 257, 276) «внутренним» эквивалентом синдрома Рейно являются спастичоские реакции мелких сосудов внутренних органов. Эти реакции носят генерализованный характер и ведут к трофическим, ишемическим и некротическим изменениям в виде трофических язв, гангрены, истинной склеротической почки с кортикальными некрозами, некробиотическим изменениям миокарда, сосудистой церебральной патологии, а также к гипертензии в большом и малом кругах кровообращения (35,44, 126,167,201, 214,229).

Наши же данные свидетельствуют о том, что в основе «спастического» состояния микрососудов лежат нарушения функции «специализированных» эндотелиоцитов, способных и в норме к быстрому изменению своего объёма за счёт «набухания-отбухания» цитоплазмы.

Нарушения регуляции кровотока в эксперименте в дальнейшем усугублялись в связи гибелью гладких миоцитов в стенке артериальных внутри- и внеорганных сосудов, а так же в мышечной оболочки стенки кишки. Таким образом, уменьшение просвета микрососудов за счёт набухания эндотелия и потеря регуляторной функции гладкими миоцитами (сосудистый и экстрасосудистый факторы), несомненно вызывали стойкое повышение периферического сосудистого сопротивления, ишемию кишечной стенки и гипертензию в большом круге кровообращения. Поскольку наши данные дают все основания считать, что блеомицин вызывает генерализованные нарушения в системе микроциркуляции, то совершенно закономерны и наблюдаемые чами у экспериментальных животных клинические симптомы: выпадение волос, кожная эритема, диффузное утолщение кожи, ухудшение общего состояния, уменьшение массы тела, повышение системного систолического артериального давления до 136±8 мм рт.ст.

Одна из трёх, обсуждаемых в настоящее время в литературе теорий патогенеза системной склеродермии, относит её к аутоиммунным заболеваниям соединительной ткани (21 - 23, 41 - 43, 118 - 121, 255, 274, 276). Довольно много фактов подтверждает эту точку зрения, базирующую на перекрёстных признаках (клинических, патологических, иммунологических) между системной склеродермией и такими заболеваниями, как системная красная волчанка, дерматомиозит, ревматоидный артрит. Отмечены случаи сочетания системной склеродермии с аутоиммунными заболеваниями: тиреоидит Ха-шимото, идиопатическая тромбоцитопения, гемолитическая анемия, синдром Шегрена (42, 118). Однако при индуцированной блеомицином склеродермии нам не удалось обнаружить в стенке кишки морфологических признаков значительных иммунных нарушений. В серозной и мышечной оболочках, а так же в подслизистой основе отсутствовали лимфоцитарно-макрофагальные инфильтраты, скопления плазмоцитов и эозинофильных гранулоцитов. Хотя, и, вполне вероятно, что наблюдаемая в эксперименте адгезия эритроцитов и нейтрофильных гранулоцитов к эндотелию внутриорганных и внеорганных кровеносных сосудов, происходящая на фоне резкой активации системы свёртывания крови может иметь в своей основе аутоиммунную природу (44, 179, 271, 302). С другой стороны, не исключено, что выявляемые при системной склеродермии аутоиммунные нарушения являются вторичными, т.е. они являются ответом на хроническое тканевое повреждение (100), вызванное различными агентами, в том числе, и активными формами кислорода (150, 179, 308). И тем не менее, некоторые оптимистически настроенные исследователи (61) уже сейчас считают иммунопатогенез системной склеродермии доказанным. По их мнению нарушения в надзорно-регуляторной функции иммунной системы имеют ведущее значение в патогенезе этого заболевания. Однако крайне неутешительные результаты лечения больных глюкокортикоидными гормонами (46, 123, 167, 226, 313), нестероидными противовоспалительными средствами (125, 212,273, 292, 330) и цитостатика-ми (100, 125) дают все основания для сомнений в правильности аутоиммунной теории патогенеза системной склеродермии.

Разрабатываемая многими исследователями (54, 69, 167, 223, 260, 337) фибробластическая теория, так же не лишена многих слабых сторон. Так далеко не всем авторам удалось подтвердить способность фибробластов больных системной склеродермией к гиперпродукции коллагена. Кроме того опубликованы данные о контролируемых испытаниях Д-пеницилламина и колхицина, широко применяемых в клинике для снижения синтетической активности фибробластов. Первый из них оказался малоэффективным, а второй - совершенно неэффективным (337, 338,340).

Третья теория патогенеза (100) рассматривает системную склеродермию как заболевание гладкой мускулатуры, которая вовлекается в процесс вне зависимости от её локализации: и в стенках внутри - и внеорганных кровеносных сосудов и в стенке желудочно-кишечного тракта и в бронхиальном дереве и т.д. В соответствии с положениями этой теории преимущественно поражаются кровеносные сосуды, имеющие в своей стенке гладкие миоциты.

И* гЫ Т * ^ ' а**

Именно их поражение и является морфологической основой синдрома Рейно. На первом этапе заболевания наблюдаются только функциональные нарушения тонуса гладких миоцитов и изменение сосудистой реактивности. Они вызывают длительный спазм кровеносных сосудов и развитие хронической ишемии в определённых сосудистых регионах. Все остальные морфологические изменения в тканях и органах и, соответствующие им клинические проявления системной склеродермии, по мнению автора теории (100), являются их вторичным ответом на хроническое, вялотекущее воспаление.

Однако и к этой теории патогенеза системной склеродермии есть много вопросов, на которые она не даёт ответов. Во-первых, если первичному поражению при системной склеродермии подвергаются гладкие миоциты, то совершенна неизвестна их дальнейшая судьба в процессе заболевания. Происходят ли их морфологические изменения или все остаётся на уровне изменения их тонуса? Во-вторых, если действительно первичные поражения тканей при синдроме Рейно связаны с изменением тонуса гладких миоцитов, то не ясно, почему столь неэффективны при этом вазодилятаторные препараты и симпатэктомия, но эффективны, хотя и временно, дезагреганты и антикоагулянты (125, 203, 260, 265, 293, 305) ? И в-третьих, самое главное, какой этиологических фактор использует гладкие миоциты в качестве клеток-мишеней?

Наши данные свидетельствуют о том, что под влиянием блеомицина на первом этапе эксперимента повышения тонуса гладких миоцитов не происходит. Наблюдаемый на препаратах, полученных в суправительных условиях, флюктуирующий диаметр мышечных микрососудов вовсе не выявляется показателем их патологического состояния.

В более поздние сроки эксперимента гладкие миоциты, как в стенке кровеносных сосудов, так и в мышечной оболочке стенки тонкой кишки, подвергались деструкции и замещались соединительной тканью с большим числом коллагеновы* волокон.

В связи с этим совершенно очевидно, что в этих условиях нельзя ожидать фармакологического ответа на действие вазоактивных препаратов и симпатэктомии. Вопрос же о этиологическом факторе, вызывающим развитие системной склеродермии и о клетке, или о клетках-мишенях, запускающих патологический процесс, остаётся открытым. Наиболее вероятно участие в этом процессе вирусной инфекции, хотя и прямые доказательства в настоящее время отсутствуют (89, 166). Поиск инфекционного начала при системной склеродермии начался давно. Многие авторы считали не случайным присутствие при системной склеродермии микобактерий туберкулёза, стрептококков или спирохет Borrelia burgdorferi (30, 164, 194, 206, 213, 215, 246, 268). В настоящее время наиболее целесообразным был бы поиск вируса или вирусной ассоциации, ответственной за первичное поражение эндотелия при системной склеродермии. С этих позиций возможно убедительное объяснение появления высокого титра энтиэндотелиальных антител при этом заболевании (63, 150).

Примером успешного решения проблемы установления этиологического фактора атеросклероза: гиперплазии гладких миоцитов в стенке кровеносных сосудов - явилось доказательство прямого воздействия на них вируса Эпштейна-Барра и других герпесвирусов. Подобный подход к поиску инфекционных факторов, индуцирующих так называемые неинфекционные заболевания, разработан Л.А.Зильбером ещё в 30-40 годы XX века и оказался весьма продуктивным в современных исследованиях, выполненных в последние годы. Наши данные ещё раз показали, что индуцированные беоми-цином изменения в кровеносном русле происходят в эндотелиоцитах. При этом гиперплазии гладких миоцитов в стенке сосудов и в мышечной оболочке стенки кишке не наблюдается. Напротив, они подвергаются дегенеративным изменениям и замещению соединительно тканью. К сожалению, данные литературы ограничены лишь сведениями о токсическом действии блеоми-цина на лёгочную ткань (345,350).

В эксперименте на животных и тканевых культурах доказано, что токсичность блеомицина опосредована активными формами кислорода (347, 349). Их появление возможно в результате неферментативных процессов или при участии оксидов. Причём в культуре тканей токсический эффект блеомицина проявляется только в присутствии ионов железа и кислорода (350). В модельной системе установлено так же, что блеомицин способен образовывать комплекс с ионами железа и молекулярным кислородом [блео-Ре (П)-02]. Повреждающее же действие блеомицина обусловлено именно свободными радикалами кислорода, которые образуются в местах атаки нуклеиновых кислот комплексом [блео-Ре (11)-Ог]. Не исключено, что помимо прямого действия на ДНК, блеомицин способен оказывать токсическое действие на биологические объекты путём активации окислительного метаболизма фагоцитов (345, 349). С этих позиций достаточно хорошо объяснимо первичное токсическое воздействие на наиболее активные структурные элементы микроциркуляции: эндотелий и эритроциты.

Полученные в работе данные позволили нам обосновать применение в эксперименте лекарственных препаратов: протектора эндотелия (квинаприла), энтеросорбента (полисорба МП) и стимулятора эндогенного интерферона (полудана). Квинаприл устранял в эксперименте мощное и длительно набухание эндотелиоцитов и их отрыв от базальной мембраны, вероятнее всего, за счёт ингибирования ангиотензинпревращающего фермента. Поскольку 90 % этого фермента находится в эндотелии, а масса эндотелии всего сосудистого русла человека составляет не менее 3,0 кг, то именно от состояния эндотелиоцитов и зависит циркуляция крови не только в микрососудах, но и экстраорганных артериях и венах. Применение энтерособента обусловлено изменениями в эксперименте биохимических свойств плазмы крови, что было подтверждено нами на морфологическом уровне. Теоретическим же обоснованием применения энтерособента является теория А.Д.Синещекова (158) о формировании гомеостатированной энтеральной среды, в процессе которой практически вся плазма крови рециркулирует через просвет тонкой кишки (1, 4, 7, 18, 32 - 35). Обладая уникальной сорбционной активностью (1 г поли-сорба структурирует 15 - 20 г воды, связывает 300 - 800 мг белка, 1 х 109 микробных тел) полисорб МП выводил из плазмы крови циркулирующие биологически активные вещества и циркулирующие иммунные комплексы. А это в свою очередь, способствовало профилактике синдрома диссемирован-ного свёртывания крови.

Активные формы кислорода способны также ингибировать простацик-лин-синтазы эндотелиоцитов (15, 17, 39). Вероятно, это и происходит при введении блеомицина. Применение полудана (поли А: поли И) в этой ситуации следует считать обоснованным. Несомненно, что стимуляция полуданом эндогенных интерферонов препятствовала развитию нарушений сосудисто-тромбоцитарного гомеостаза. Деструктивные же изменения гладких миоци-тов, которые явились результатов прямого действия комплекса [блео-Fe (И)-02] на их ДНК, были предотвращены в эксперименте, видимо, путём влияния эндогенных интерферонов на процесс транскрипции в ядерных структурах.