ULTRASTRUCTURAL CHANGES IN LUNG TISSUE IN SPECIFIC INFLAMMATION IN INJECTING DRUG USERS, WHO DIED FROM HIV/TB CO-INFECTION

Full Text

Включения в исследование был диагноз психиатра-нар-колога, указанный в медицинской документации умершего больного с ВИЧ/ТБ ко-инфекцией: психические и поведенческие расстройства, вызванные употреблением опиоидов (инъекционная героиновая наркотическая зависимость, героиновая инъекционная наркомания). Для электронно-микроскопического исследования фиксацию кусочков легких размером до 1 мм3 производили в течение 12 часов в 4%-м растворе параформа на 0,1 М какодилатном буфере с последующей постфиксацией в течение 3 часов в 1 %-м растворе тетраокиси осмия на 0,1 М какодилатном буфере (pH = 7,4) при температуре +4 оС. После промывки в нескольких порциях раствора какодилатного буфера материал подвергали дегидратации в спиртах и ацетонах возрастающей концентрации и заливали в смесь эпона и аралдита. Ультратонкие срезы толщиной 50-90 нм получали на ультрамикротоме LKB-8800. Полутонкие эпон-аралдитовые срезы толщиной 1 мкм окрашивали метиленовой синью. Ультратонкие срезы монтировали на медные сетки. После контрастирования в 0,3%-м растворе цитрата свинца в течение 20 минут срезы изучались в электронных микроскопе Tesla BS-500 при ускоряющем Несмотря на улучшение эпидемической обстановки по туберкулезу (ТБ), он представляет собой серьезную проблему для здравоохранения в России и во всем мире [1], поскольку в последнее время отмечается рост заболеваемости ТБ среди ВИЧ-инфицированных [9]. Коинфекция ВИЧ/туберкулез (ВИЧ/ТБ) поражает дезадап-тивные слои населения [8], в 70 % случаев поражаются потребители инъекционных наркотиков (ПИН) [2]. До настоящего времени остаются не решенными вопросы клинико-морфологической диагностики [6], а также патогенеза двойной инфекции ВИЧ/ТБ [10] с учетом прижизненных девиаций больных. Особый интерес представляют ультраструктурные изменения в очагах туберкулезного воспаления при ко-инфекции ВИЧ/ТБ [4]. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Выявить ультраструктурные изменения в легких при ВИЧ/ТБ ко-инфекции у умерших лиц с прижизненным употреблением инъекционных наркотиков. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ Исследован аутопсийный материал умерших пациентов с ВИЧ/ТБ ко-инфекцией (n = 47). Критерием Выпуск 3 (59). 2016 25 ІШторСз напряжении 60 кВ. Фотодокументирование производили с использованием фотопленок «ФТ-40». Электронные микрофотограммы изготавливали на фотографической контрастной черно-белой бумаге «Унибром 160 БП» и «Kodak». РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ В очагах гранулематозного воспаления в легких при ко-инфекции ВИЧ/ТБ обнаруживаются единичные эпителиоидные клетки, в ядрах которых преобладает центрально расположенный эухроматин, гетерохроматин распределен в периферической части, конденсирован на внутренней мембране нуклеолеммы. Ядрышко часто отсутствует, что, возможно, свидетельствует о снижении белоксинтетической функции клеток. В цитоплазме обнаруживаются полирибосомы, митохондрии с признаками отека крист. В большинстве случаев в очаге воспаления обнаруживаются «молодые» неактивированные макрофаги с отсутствием или единичными лизосомами, с уплощенными цистернами эндоплазматического ретикулу-ма, нередко отмечается отсутствие комплекса Гольджи. Встречаются единичные зрелые фагоцитирующие макрофаги диаметром 33-38 мкм неправильной округлой формы с овальными ядрами, в которых имеется гетерохроматин, прикрепленный к внутренней мембране, а также в виде островков, располагающихся в центральной части ядра. Отмечаются значительные ультраструк-турные изменения в ядрах: уменьшение количества эухроматина, перераспределение эу- и гетерохроматином. Яядрышко отсутствует в большинстве случаев. В цитоплазме в значительном количестве содержатся МБТ, окруженные материалом низкой электронной плотности в виде ободка, лизосомы диаметром 1-2 мкм, которые располагаются повсеместно (рис. 1). Кроме того, встречаются фагосомы и фаголизо-сомы с включениями материала различной электронной плотности (МБТ). Отмечено появление клеток гис-тиоцитарного ряда, имеющих переходные ультраструк-турные характеристики между секреторными и эпителиоидными клетками (малые эпителиоидные клетки при ВИЧ/ТБ ко-инфекции), свидетельствует о нарушении процессов дифференцировки и функционирования эпителиоидных клеток. Отмечается нарушение целостности гематоальве-олярного барьера. В перваскулярных пространствах и в макрофагах обнаруживаются скопления гранулярного электроноплотного материала, возможно, вирусные частицы [4], микобактерии туберкулеза. Имеются фибробластоподобные клетки с овальными ядрами с центрально расположенным ядрышком и хорошо выраженным аморфным компонентом. В ядре наблюдается значительное количество гетерохроматина в периферической части, эухроматина - в центральной части. В цитоплазме наблюдаются скопления гранулярного электроноплотного материала, возможно, вирусные частицы [4], митохондрии с признаками раз рушения крист и отека (рис. 2). Кроме того, отмечаются поля тканевого детрита, в котором наблюдаются скопления осмиофильного миелиноподобного материала размерами от 0,5 до 2 мкм с фрагментами разрушенных клеток, а также везикулярные деструктивно измененные микобактерии туберкулеза и их фрагменты. Рис. 1. Генерализованный туберкулез: милиарная диссеминация в легких, МБТ(+), ВИЧ-инфекция, стадия 4В, группа 2, подгруппа 3. Умерший М., 38 лет. Макрофаг в очаге гранулематозного воспаления в легком. В цитоплазме в значительном количестве содержатся МБТ, окруженные материалом низкой электронной плотности, лизосомы, располагающиеся в центральных и периферическом компартментах клетки. Фагосомы, содержащие микобактерии туберкулеза с деструктивными изменениями. Трансмиссионная электронная микроскопия. Ув. X 10000 Рис. 2. Генерализованный туберкулез: милиарная диссеминация в легких, МБТ(+), ВИЧ-инфекция, стадия 4В, группа 2, подгруппа 3. Умерший М., 38 лет. В цитоплазме гранулы электроноплотного материала, митохондрии с признаками разрушения крист и отека. Трансмиссионная электронная микроскопия. Ув. X 10000 В очагах гранулематозного воспаления в альвеолах отмечаются деструктивные изменения респираторных эпителиоцитов 1 типа в виде набухания отдельных 26 Выпуск 3 (59). 2016 митохондрий с очаговым лизисом крист, с увеличением количества пиноцитозных пузырьков. Отмечается цитоплазматический отек клеток, как в зонах воспалительного инфильтрата, так и на периферии, а также расширение межклеточных контактов. Кроме того, на люминальной поверхности отмечается увеличение количества псевдоподий. Встречаются резко расширенные цистерны эндоплазматической сети с накоплением материала умеренной электронной плотности. Ядра имеют округлую овальную удлиненную форму с преобладанием эухроматина с локализацией гетерохроматина на поверхности внутренней ядерной мембраны. Отмечается разрыхление и утолщение базальной мембраны и появление в этих участках фибробластов, а также выраженный отек межальвеолярных перегородок. При исследовании сосудов микроциркуляторно-го русла (МЦР) наиболее выраженные изменения отмечаются в эндотелии капилляров, как очагах гранулематозного воспаления, так и в окружающих сосудах обнаруживаются дистрофические изменения в цитоплазме эндотелиоцитов в виде отека, увеличения количества пиноцитозных везикул, деструкция части орга-нелл. Цитоплазма утолщена, отмечаются складки и выпячивания люминальной поверхности в просвет сосуда. В митохондриях отмечается отек, очаговый лизис крист. В структуре ядра преобладает гетерохроматин, который располагается по периферии. Ядрышко, как правило, не визуализируется. Отмечаются участки разрыва межклеточных контактов и появление пространств, заполненных материалом средней электронной плотности в виде карманов, ограниченных боковыми поверхностями эндотелиоцитов и базальной мембраной, а также гранулярный материал высокой электронной плотности, что нередко обнаруживается при вирусном повреждении [5]. Базальная мембрана разрыхлена, имеет очаги разволокнения. В периваскулярных отделах и областях гранулематозного воспаления встречаются плазматические клетки с эксцентрически расположенным ядром, округлой формы. Гетерохроматин располагается по периферии с единичными островками. В центре преобладает эухроматин. Ядрышко выражено хорошо с сохраненной оболочкой. В нуклеоплазме отмечаются признаки отека. Цитоплазма занимает значительную часть клетки, в ней находятся многочисленные канальцы и расширенные цистерны гранулярной эндоплазматической сети. В центральной части клетки имеются мембраны комплекса Гольджи. Отмечаются расширенные участки гранулярного эндоплазматического ретикулума, неравномерность распределения сети в цитоплазме в периферическом компартменте клеток. В центральной части обнаруживается наличие канальцев гранулярной эндоплазматической сети, свободных полирибосом, признаки отека. В целом ультраструктура плазмоцитов оставалась достаточно сохранной. Наблюдалось наличие апоптозных телец, представленных фрагментами клеток, содержащих сохран ные митохондрии и участки эндоплазматической сети. В ядрах обнаруживалась краевая конденсация хроматина. Отмечались ультраструктурные признаки как завершенного, так и незавершенного апоптоза. Считается, что при моно-инфекции туберкулез микобактерии вмешиваются в процессы регуляции клеточной гибели, влияя на сохранность митохондрий макрофагов и препятствуя инициализации апоптоза [7]. Появление при ко-инфекции ВИЧ/ТБ в цитоплазме макрофагов вокруг митохондрий «ободков», представленных материалом низкой электронной плотности, рассматривается нами как обнаруживаемое при малых увеличениях электронного микроскопа значительное скопление микобактерий вокруг митохондрий. Количество и сохранность ультраструктуры последних заставляет предположить, что в случае ко-инфекции ВИЧ/ТБ интрацеллюлярные Mycobacteria tuberculosis, оказывают цитопротективные эффекты посредством контроля митохондриальных механизмов регуляции апоптоза. Вторичное иммунодефицитное состояние (ВИДС), возникающее при туберкулезе, так же как и при ВИЧ-инфекции, зависит от количественных и функциональных сдвигов СD4+ лимфоцитов, а именно Th-1 типа, которые регулируют активацию макрофагов, а при воздействии наркотических средств на макроорганизм возникают иммунные нарушения с инверсией иммунорегу-ляторного индекса СD4/СD8[3], что усугубляет иммунодефицит. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Таким образом, нами выявлены ультраструктур-ные особенности продуктивного воспаления при коинфекции ВИЧ/туберкулез с прижизненным употреблением инъекционных наркотиков, сопровождающиеся повреждением гематоальвеолярного барьера, в частности, альвелоцитов 1-го типа, эндотелиоцитов капилляров и их базальной мембраны. В очагах гранулематозного воспаления, так и в окружающих межальвеолярных перегородках определены выраженные ультраструктурные признаки повреждения макрофагов, способствующие изменению их лабильности, фагоцитарной активности по отношению и к МБТ в результате преобладания незрелых клеток, по-видимому, с уменьшением секреторной способности и появлением промежуточных форм, «малые эпителиоидные клетки при ВИЧ/ТБ ко-инфекции». Кроме того, обнаруженные макрофаги со скоплением гранулярного электроноплотного материала, возможно, вирусных частиц [4] в цитоплазме, с поврежденными и сохранными митохондриями, наличие деструктивных изменений, свидетельствуют о существенных отличиях в регуляции процессов клеточной гибели в различных популяциях иммунокомпетентных клеток и о роли возникновения иммунодефицита с дисфункцией CD4+лимфоцитов под влиянием ВИЧ, а также об угнетении других механизмов контроля иммунокомпетентных клеток под влиянием МБТ и опиоидов [2, 3, 6]. Выпуск 3 (59). 2016 27

About the authors

L. S. Byhalov

Volgograd State Medical University; Volgograd Research Medical Center

Email: leonby-vgd@yandex.ru

A. V. Smirnov

Volgograd State Medical University; Volgograd Research Medical Center

M. V. Schmidt

Volgograd State Medical University; Volgograd Research Medical Center

References

Supplementary files