The role of mucin in non-specific ulcerative colitis

全文:

Неспецифический язвенный колит (НЯК) представляет собой хроническое рецидивирующее прогрессирующее воспалительное заболевание слизистой оболочки преимущественно дистальных отделов толстого кишечника (прямая, сигмовидная кишка). Однако этиология и патогенез НЯК остаются до конца не изученными. Характерными морфологическими признаками НЯК являются неглубокие язвенные дефекты слизистой оболочки, достигающие собственную и мышечную пластинки, с окружающей различной степени выраженности воспалительной инфильтрацией за счет лимфоцитов, плазмоцитов, нейтрофилов, формирование гнойного криптита и крипт-абсцессов [1, 2, 3].

Немаловажное значение в развитии хронического воспаления слизистой оболочки толстой кишки при НЯК имеет клеточно-микробный гомеостаз. Так, слизистая оболочка толстой кишки выстлана однослойным цилиндрическим (столбчатым) эпителием, апикальная поверхность которого содержит гликокаликс (гликопротеиды, муцин) [4].

Данный муцин принимает активное участие в поддержании нормальной микробиоты толстого кишечника, обладает протективными свойствами при воздействии на слизистую оболочку толстой кишки патогенных микроорганизмов, токсических или лекарственных веществ. Кроме того, поверхностный муцин, продуцируемый цилиндрическими клетками, принимает участие в кишечной перистальтике, кооперации иммунных клеток, трофике слизистой оболочки. Молекулярный анализ данного муцина позволил отнести его к типу MUC2 [5, 6, 7].

Другой тип муцина продуцируется бокаловидными клетками, входящими в состав крипт слизистой оболочки толстой кишки. Этот тип представлен MUC5AC гликопротеином. Работами отдельных авторов показано, что протеом муцина состоит из 29 секреторных трансмембранных протеинов. Эти исследователи считают, что при НЯК в стадии обострения содержание MUC2 снижено за счет атрофии бокаловидных клеток, что может вызывать дополнительную альтерацию клеток слизистой оболочки и микробную контаминацию, тем самым усиливает развитие воспалительной реакции [8, 9]. В экспериментальной работе, выполненной группой авторов Wenzel Ulf A. и соавт., было показано, что у MUC2 мышей отмечалась выраженная клеточная инфильтрация слизистой оболочки толстой кишки за счет нейтрофилов, Т-лимфоцитов, макрофагов [3].

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучение роли муцина при НЯК.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Материалом послужил биопсийный материал слизистой оболочки толстой кишки от 10 пациентов контрольной группы и 10 пациентов основной группы. Контрольная группа была представлена биоптатами слизистой оболочки толстой кишки при хроническом поверхностном колите, основная – при НЯК. Средний возраст больных контрольной группы составил (48 ± 5) лет, основной – (53 ± 3) года.

Биопсийный материал после фиксации в 10%-м забуференном растворе формалина в течение 18–24 часов после колоноскопии подвергался проводке в микроволновом гистопроцессоре автоматического типа Milestone (Италия) с использованием абсолютизированного изопропилового спирта, после чего биоптаты заливались в парафин. Микротомия осуществлялась на ротационном микротоме фирмы Leica, толщина гистологических срезов составила 3 мкм. Полученные гистологические срезы окрашивались гематоксилином-эозином, по Хочкиссу для оценки кислых гликозаминогликанов, альциановым-синим для выявления нейтральных мукополисахаридов слизистой оболочки толстой кишки. Для оценки полученных морфологических изменений выполнялось полуколичественное морфометрическое исследование с оценкой степени выраженности признака: 0 – отсутствие изменений, + слабый признак (до 25 % площади биоптата), ++ умеренный признак (26–50 % площади биоптата), +++ сильный признак (более 51 % площади биоптата). Оценивалось количество цилиндрического эпителия, бокаловидных клеток из расчета на 100 клеток, выраженное в процентах, степень интенсивности окраски муцина по Хочкиссу (ШИК-реакция), альциановым синим. Статистический анализ проводился с использованием программы Statistica 10.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В контрольной группе биопсий слизистой оболочки (СО) толстой кишки, выполненной по поводу хронического поверхностного колита, были обнаружены следующие морфо-гистохимические изменения. СО толстой кишки была сохранена, цилиндрический (столбчатый) эпителий располагался в один слой, содержал на всем протяжении кислые гликопротеиды (ШИК-реакция). Крипты СО на всем протяжении были сформированы правильно, содержали до 12–15 бокаловидных клеток на крипту, содержали альциан+ муцин, что свидетельствовало о наличии в них нейтральных мукополисахаридов (рис. 1, 2).

 

Рис. 1. Контрольная группа: нормальное строение слизистой оболочки толстой кишки с сохранением цилиндрического эпителия и крипт, содержащих бокаловидные клетки. Окр. гематоксилин-эозином, ×100

 

Рис. 2. Контрольная группа: на поверхности слизистой оболочки толстой кишки цилиндрический эпителий сохранен, содержит кислые гликопротеиды. Бокаловидные клетки представлены во всех криптах, содержат альциан + мукополисахариды. ШИК-реакция с докраской альциановым синим, ×100

 

В основной группе морфологические и гистохимические изменения в СО толстой кишки были представлены язвами, нарушением регенерации цилиндрического эпителия и крипт, атрофией бокаловидных клеток, снижением продукции муцина клетками эпителия, различной степенью выраженности воспалительной реакции.

Язвенные дефекты СО толстой кишки были неглубокие и достигали собственную и мышечную пластинки. Вокруг язв отмечалась умеренно или резко выраженная лимфо-плазмоцитарная инфильтрация стромы с примесью нейтрофилов (++, +++), со сдавлением клеточным воспалительным инфильтратом крипт и развитием атрофии цилиндрического эпителия и крипт (++) (рис. 3).

 

Рис. 3. Основная группа: в СО толстой кишки – язвенный дефект с резко выраженной лимфоплазмоцитарной, нейтрофильной инфильтрацией, атрофией крипт и бокаловидных клеток. Окр. гематоксилином-эозином, ×200

 

В отдельных группах крипт отмечалось выраженная атрофия бокаловидных клеток (БК) (не более 3–4 на крипту) вплоть до полного их исчезновения (+++), развитие очагов гнойного криптита за счет выраженной нейтрофильной инфильтрации вокруг крипт (рис. 4).

 

Рис. 4. Основная группа: неравномерная атрофия крипт и бокаловидных клеток СО толстой кишки, выраженное хроническое воспаление стромы со скоплением нейтрофилов в отдельных криптах (гнойный криптит). Окр. гематоксилин-эозином, ×200

 

Окраска на слизь выявила почти полное исчезновение слизи на поверхности цилиндрического эпителия СО и в большинстве крипт за счет резко выраженной атрофии бокаловидных клеток (не более 4–5 БК на крипту) (+++) (рис. 5).

 

Рис. 5. Основная группа: снижение секреции муцина цилиндрическим эпителием СО толстой кишки, атрофия бокаловидных клеток и небольшое количество альциан + слизи в криптах. ШИК-реакция с докраской альциановым синим, ×200

 

В отдельных участках СО при НЯК встречались единичные крипты, содержащие отдельные бокаловидные клетки и альциан + гликопротеиды (нейтральные мукополисахариды), резко выраженное хроническое воспаление стромы с развитием рыхлой волокнистой соединительной ткани (фиброза) (+++ степень атрофии и фиброза) (рис. 6).

 

Рис. 6. Основная группа: в СО при НЯК отмечается резкая атрофия крипт и бокаловидных клеток, содержащих незначительное количество альциан + муцина. ШИК-реакция с докраской альциановым синим, ×200

 

Полученные данные о морфологических особенностях поражения слизистой оболочки толстой кишки при НЯК свидетельствуют о преобладании резко выраженного хронического воспаления (55 %) с преобладанием в клеточном инфильтрате лимфоцитов, макрофагов с развитием умеренно выраженной атрофии крипт и цилиндрического эпителия (60 %), умеренно выраженной атрофии бокаловидных клеток (55 %), резко выраженной гипосекреции муцина (65 %). Кроме того, в слизистой оболочке толстой кишки отмечались признаки очагового гнойного криптита (70 %), умеренно выраженный фиброз (65 %) (табл.).

 

Морфологические особенности поражения слизистой оболочки толстой кишки при НЯК, %

Признак	Слабовы- раженный (+)	Умеренно выраженный (++)	Резко выраженный (+++)
Хроническое воспаление	–	45	55
Гнойный криптит	–	70	30
Атрофия крипт, ЦЭ	–	60	40
Атрофия БК	–	55	45
Гипосекреция муцина	–	35	65
Фиброз СО	–	65	35

Примечание: БК – бокаловидные клетки, СО – слизистая оболочка, ЦЭ – цилиндрический эпителий.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Наше исследование посвящено сравнительной морфологической характеристике СО, полученной во время биопсий при хроническом поверхностном колите и при НЯК. Было показано, что при НЯК в СО имеет место прогрессирующая атрофия клеток цилиндрического эпителия, крипт и бокаловидных клеток, снижение секреции муцина и изменение его характеристик (преобладание нейтральных мукополисахаридов).

Данные компенсаторно-приспособительные процессы сопровождаются выраженным хроническим воспалением СО, развитием фиброза в ней.

Мы полагаем, что снижение протективных свойств СО за счет снижения секреции муцина цилиндрическим эпителием, бокаловидными клетками крипт может усиливать развитие и прогрессирование хронического воспаления, нарушает клеточно-межклеточные кооперации, что в конечном итоге может вести к развитию дисрегенераторных и диспластических процессов в ней. Однако данные положения требуют своего дальнейшего изучения.

 

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.

作者简介

Sergey Todorov

Rostov State Medical University

编辑信件的主要联系方式.
Email: sertodorov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-8476-5606

Doctor of Medical Sciences, Associate Professor, Head of the Department of Pathological Anatomy

俄罗斯联邦, Rostov-on-Don

Philipp Polesovoy

Rostov Clinical Hospital

Email: phill@spark-mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5163-9902

Head of the Pathology Department, Pathologist

俄罗斯联邦, Rostov-on-Don

参考

补充文件