Исследование показателей локального мукоцилиарного клиренса среднего носового хода у клинически здоровых лиц и больных с инородными телами верхнечелюстной пазухи

Полный текст

МЦК – мукоцилиарный клиренс; КТ – компьютерная томография.

ВВЕДЕНИЕ

Мукоцилиарный клиренс (МЦК) – это неспеци-фический механизм, осуществляющий местную защиту слизистой оболочки органов дыхания от внешних воздействий, включая инфекцию [1]. Ведущая роль в защитной функции носа и околоносовых пазух принадлежит слизистой оболочке, которая покрыта псевдомногослойным эпителием, состоящим из мерцательных, бокаловидных, а также коротких и длинных вставочных эпителиоцитов. Мукоцилиарный клиренс повреждается при различных процессах, как острых, так и хронических [2]. Известны также заболевания, сопровождающиеся врожденными дефектами реснитчатой системы эпителия человека. На мукоцилиарный клиренс также воздействуют различные лекарственные препараты (хорошо известно, что интраназальные деконгестанты увеличивают время мукоцилиарного транспорта в несколько раз) [3, 4].

Нарушение эвакуации отделяемого из пазух, дисфункция при этом соустий является научно-обоснованной базой для разработки эндоназальных щадящих ринохирургических методик – так называемой функциональной эндоскопической ринохирургии (FESS – Functional Endoscopic Sinus Surgery), широко внедряемой в мире в последние десятилетия.

Однако возможности наблюдения за МЦК in vivo очень ограничены. Число работ по исследованию МЦК, в особенности в области околоносовых пазух и носа, не так велико. В имеющемся отечественном фундаментальном труде [6] описаны методики исследования МЦК на микроуровне, приведены данные об изменениях МЦК при различной патологии, однако отсутствуют сведения об исследованиях МЦК при ринологических операциях и в послеоперационном периоде. При этом большинству ринологов хорошо известны такие проблемы, как избыточное образование корок, своеобразные локальные скопления слизи на слизистой полости носа, выявляемые локально, при эндоскопическом осмотре, в определенных зонах, у ряда больных после вмешательств на полости носа и околоносовых пазухах [7]. Вопросы формирования МЦК в послеоперационном периоде в полости носа изучены недостаточно [8, 9].

Таким образом, изучение мукоцилиарного клиренса при помощи современных методик у послеоперационных ринологических больных представляется весьма актуальным и насущным вопросом оториноларингологии [10, 11]. Учитывая многообразие ринологической патологии, темой исследования будет являться состояние МЦК полости носа (среднего носового хода) в норме и при инородных телах верхнечелюстных пазух, а также после различных видов оперативного доступа к верхнечелюстной пазухе по поводу инородных тел [12]. Решение именно этого вопроса представляет особый интерес в современной оториноларингологии ввиду постоянно увеличивающейся частоты возникновения этой патологии и ее явно искусственного, вторичного, характера (то есть она возникает на фоне заведомого отсутствия каких-либо патологических изменений МЦК). В дискуссии о различных вариантах хирургического доступа к верхнечелюстной пазухе и их приоритете до сих пор нет полноценного практического ответа, обоснованного с точки зрения мукоцилиарного клиренса и его изменений.

ЦЕЛЬ

Исследование значений локального МЦК среднего носового хода в норме и у больных с инородными телами верхнечелюстных пазух.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Для проведения работы использован метод оценки МЦК с использованием современной высокоскоростной цифровой видеозаписи микроскопической картины препарата с последующей ее математической обработкой [13]. Полученный в ходе обработки цифрового видеосигнала результат спектрального анализа – первая гармоника F, частота которой выражена в Гц и является характеристикой частоты биения ресничек (локального МЦК). Для исследования локальной функции МЦК под контролем эндоскопа брали браш-биопсию из области естественного соустья. Использовались прямые и изогнутые щетки (кисточки) Storz, а также Olympus, «Биолайн» и др. Подобные методы исследования локального МЦК описаны в современной литературе [14, 15]. За несколько часов до исследования исключался прием вазоактивных препаратов и курение.

Нами использовалась компьютерная томография (КТ) высокого разрешения, полученная с помощью конусно-лучевых томографов. Анализ томограмм и измерения по ним проводились в свободно распространяемой программе Sante DICOM Viewer. По результатам компьютерной томографии все больные разделены на 3 подгруппы:

первая – практическое отсутствие изменений в пазухах или незначительные изменения в виде локальных утолщений слизистой на стенках пазухи без изменений области соустья и среднего носового хода, передних клеток решетчатого лабиринта (КТ1);

вторая – значительное утолщение стенок пазух без изменений области соустья и отсутствием значительной реакции со стороны среднего носового хода и передних клеток решетчатого лабиринта (КТ2);

третья – выраженный продуктивно-проли-феративный процесс, обтюрация соустья пазухи, сопутствующие поражения клеток решетчатого лабиринта или лобной пазухи, наличие полипозных изменений слизистой оболочки в среднем носовом ходе (КТ3).

Работа проводилась на базе клиники оториноларингологии им. Н.П. Симановского Клинической больницы №1 им. С.Р. Миротворцева ФГБОУ ВО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского». Исследование разрешено этической комиссией ФГБОУ ВО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского», протокол №3 от 05.11.2019, на основании информированного согласия об участии в исследовании, подписываемого участником.

В исследовании нормативных значений МЦК участвовали 60 клинически здоровых лиц с отсутствием патологии полости носа и околоносовых пазух. Всем обследованным проводилось КТ-исследование на современных компьютерных томографах высокого разрешения, подтверждающее отсутствие патологии полости носа и околоносовых пазух.

Исследование проведено у 90 больных с инородными телами верхнечелюстной пазухи. В группу исследования включались больные от 18 до 50 лет, инородные тела верхнечелюстных пазух у которых являлись исключительно результатом предшествующих эндодонтических вмешательств на зубах верхней челюсти. Всем больным диагноз был установлен на основании данных конусно-лучевого КТ-исследования высокого разрешения. Из исследования нами исключались больные, имевшие ранее анамнез хронических заболеваний околоносовых пазух; отягощенный аллергоанамнез; признаки аллергического или вазомоторного ринита в анамнезе; наследственные заболевания, сопровождающиеся дефектами мукоцилиарного клиренса. Анамнез заболевания – от 1 месяца до 9 лет.

Результаты обрабатывались статистически с использованием пакетов программного обеспечения Microsoft Excel, Statistica, а также статистических онлайн-калькуляторов. Статистические расчеты проводились при уровне значимости á = 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ

При исследовании нормативных значений МЦК в группе клинически здоровых лиц установлено, что нормативный средний показатель МЦК (частота первой гармоники спектра) составил 11,76 ± 3.01 Гц (± Ϭ, среднее квадратичное отклонение). Следует отметить, что указанное распределение в выборке является нормальным биноминальным распределением, значения среднего и медианы приблизительно равны; при этом значения МЦК в норме являются высоко вариабельным параметром – размах (интервал изменения) в выборке составляет 10,18; минимальное значение МЦК составило 6,72 Гц, максимальное – 16,90 Гц. Выборка фактически симметрична около среднего значения.

Определенный интерес представляет исследование зависимости значения МЦК от возраста. Однако при вычислении коэффициента линейной корреляции между возрастом и значениями МЦК оказалось, что связи между этими параметрами нет (-0,05). Проведение регрессионного анализа в группе также показывает отсутствие связи между возрастом и значением МЦК (R-квадрат = 0,002; коэффициент при X1 = -0,013).

В группе больных с инородными телами верхнечелюстных пазух нормативный средний показатель локального МЦК (частота первой гармоники спектра) составил 10,84 ± 3.80 Гц (± Ϭ, среднее квадратичное отклонение). Следует отметить, что указанное распределение в выборке является нормальным биноминальным распределением, значения среднего и медианы приблизительно равны; при этом значения МЦК в норме являются высоко вариабельным параметром – размах (интервал изменения) в выборке составляет 17,00; минимальное значение МЦК составило 1,64 Гц, максимальное – 18,64 Гц. Выборка фактически симметрична около среднего значения.

Если сравнить всю выборку данных исходных значений локального МЦК среднего носового хода у больных с инородными телами верхнечелюстных пазух с аналогичным показателем, измеренным в контрольной группе, то окажется, что различия статистически незначимы (tнабл=0,19, df=148, tтабл=1,98, при уровне значимости á = 0,05). То есть в общей массе измеренный показатель исходного МЦК среднего носового хода у больных с инородными телами статистически значимо не отличается от такового у лиц с отсутствием патологии околоносовых пазух и близок к нормативным значениям, хотя и проявляет высочайшую вариабельность (размах изменения показателя в 1,7 раза больше его среднего).

Таким образом, можно сделать вывод о необходимости сравнения этого показателя между основными группами исследования, а также их разделения на соответствующие подгруппы по стадиям изменений, выявляемых на КТ-исследовании околоносовых пазух. Это позволит выявить основные причины, влияющие на исходный МЦК среднего носового хода.

По данным КТ-исследования, нами были обнаружены следующие изменения в верхнечелюстной пазухе. У 24 (30,0%) больных изменения в пазухах носили минимальный характер в виде незначительной инфильтрации прилежащей к месту расположения инородного тела слизистой оболочки пазухи (КТ1). У 39 (26,7%) пациентов наблюдались изменения в пазухах в виде значительного утолщения слизистой оболочки как в месте расположения инородного тела, так и у других стенок верхнечелюстной пазухи (КТ2). У 37 (43,3%) обследованных отмечены значительные изменения верхнечелюстной пазухи с выраженным полипозом, инфильтрацией, утолщением слизистой оболочки вплоть до полной облитерации ею просвета верхнечелюстной пазухи. Также у них отмечались изменения в области решетчатого лабиринта, лобной пазухи, среднего носового хода (КТ3). Мицетома в верхнечелюстной пазухе (слоистые структуры переменной плотности, заполняющие ее просвет целиком или частично) наблюдалась в 67 случаях (74,4%) и обнаруживалась в ходе хирургического вмешательства.

Результаты исходных значений локального МЦК при распределении по группам в зависимости от стадии процесса, регистрируемой по данным КТ-исследования, приведены в таблице 1.

 

Таблица 1. Средние значения локального МЦК среднего носового хода в различных группах исследования / Table 1. Average values of the local MCC of the middle nasal meatus in different study groups

Группа исследования	Средние значения локального МЦК, Гц	Среднее квадратичное отклонение, Ϭ
Контрольная группа	11,62	3,01
Больные с инородным телом верхнечелюстной пазухи
КТ1	13,53	2,46
КТ2	11,71	2,02
КТ3	6,84	3,48

 

Хорошо заметно, что при такой группировке данные локального МЦК среднего носового хода в значительной мере отличаются. Графическое изображение распределения по уровню исходного значения локального МЦК по группам дано на рисунке 1.

 

Рисунок 1. Средний уровень локального МЦК среднего носового хода в основных группах исследования (М ± Ϭ, Гц). / Figure 1. The average level of local MCC of the middle nasal meatus in the main study groups (M ± Ϭ, Hz).

 

Такое изображение данных позволяет наглядно увидеть разницу в исходных значениях локального МЦК среднего носового хода у больных с инородными телами и ее зависимость от изменений, регистрируемых на КТ. Статистический анализ значимости различий полученных данных исходного уровня локального МЦК среднего носового хода в зависимости от КТ стадии процесса проводился нами с использованием критерия Манна – Уитни (таблица 2).

 

Таблица 2. Статистическая значимость различий между основными группами исследования по критерию Манна – Уитни (значения p и р_крит), значимые отмечены * / Table 2. The statistically significant differences between the main study groups according to the Mann – Whitney criterion (values of p and p_crit), significant values marked with *

	Контрольная группа	КТ1	КТ2
КТ1	0,01442* p(x≤Z) = 0.007208
КТ2	0.7679 p(x≤Z) = 0.616	0.003097* p(x≤Z) = 0.9985
КТ3	0,0000038* p(x≤Z) = 1	0.0000069* p(x≤Z) = 1	0.000076* p(x≤Z) = 1

 

Хорошо заметно, что в большинстве случаев различия между контрольной группой и группами исследования больных с инородными телами верхнечелюстных пазух в зависимости от КТ стадии процесса статистически значимо различаются. Наибольшие различия отмечаются во всех группах с подгруппой КТ3.

Зависимость исходного уровня локального МЦК среднего носового хода от наличия в верхнечелюстной пазухе мицетомы, регистрируемой по данным КТ, приведена на рисунке 2.

 

Рисунок 2. Средние исходные значения локального МЦК при распределении больных с инородными телами верхнечелюстных пазух по группам в зависимости от наличия в верхнечелюстной пазухе мицетомы по данным КТ (М ± Ϭ, Гц). / Figure 2. Mean initial values of local MCC in the distribution of patients with foreign bodies in the maxillary sinuses into groups, depending on the presence of mycetoma in the maxillary sinus according to CT (M ± Ϭ, Hz).

 

Средние значения локального МЦК среднего носового хода у больных без мицетомы верхнечелюстной пазухи составили 13,30 ± 2,91 Гц, с мицетомой верхнечелюстной пазухи – 10,74 ± 3,69 Гц. По критерию Манна – Уитни р=0,00004113, различия в уровне локального МЦК среднего носового хода при наличии в верхнечелюстной пазухе мицетомы значимо отличаются от значений МЦК при ее отсутствии (p(x≤Z) = 0,00002057).

При рассмотрении зависимости от возраста исходных значений локального МЦК среднего носового хода в контрольной группе коэффициент линейной корреляции составил -0,12, что свидетельствует об отсутствии взаимосвязи между возрастом и показателями локального МЦК среднего носового хода. Проведение однофакторного регрессионного анализа в группе также показывает отсутствие связи между возрастом и значением МЦК (R-квадрат = 0,015; коэффициент при X1 = –0,396).

Средние значения при распределении исходных значений локального МЦК среднего носового хода по возрастным группам у больных с инородными телами верхнечелюстной пазухи приведены в таблице 3.

 

Таблица 3. Средние исходные значения локального МЦК при распределении больных с инородными телами верхнечелюстных пазух по возрастным группам / Table3. Mean initial values of local MCC in the distribution of patients with foreign bodies in the maxillary sinuses by age

Возрастные группы	< 30	30–39	40–49	50–59	60 >
Количество обследованных	19	19	25	21	5
Частота основной гармоники спектра, Гц	11,43	11,10	10,26	11,12	9,28
± Ϭ	3,25	3,85	4,08	4,15	3,16

 

Графически уровень среднего значения исходного МЦК среднего носового хода в группе обследованных приведен на рисунке 3.

 

Рисунок 3. Средние исходные значения локального МЦК при распределении больных с инородными телами верхнечелюстных пазух по возрастным группам (М ± Ϭ, Гц). / Figure 3. Mean initial values of local MCC in the distribution of patients with foreign bodies in the maxillary sinuses by age (М ± Ϭ, Hz).

 

Кажущееся снижение уровня МЦК среднего носового хода у лиц в старшей возрастной группе объясняется ее немногочисленностью (5 человек); при этом из этих 5 человек у 3 обследованных констатирована КТ2 стадия процесса и у 2 – КТ3. Как мы показали ранее, именно изменения слизистой оболочки, регистрируемые по данным КТ, оказывают наибольшее влияние на полученные в ходе измерений значения локального МЦК среднего носового хода. Отсутствие в этой возрастной группе больных с незначительными изменениями (КТ1) и наличие больных с выраженными изменениями (КТ3) приводят к низкому среднему значению показателя локального МЦК среднего носового хода.

ОБСУЖДЕНИЕ

Нормативный средний показатель локального МЦК (частота первой гармоники спектра F) в наших исследованиях составил 11,76 ± 3.01 Гц (± Ϭ, среднее квадратичное отклонение). Интересно, что значения локального МЦК в норме являются высоко вариабельным параметром – размах (интервал изменения) в выборке составляет 10,18; минимальное значение МЦК составило 6,72 Гц, максимальное – 16,90 Гц. Согласно данным литературы [4, 5, 7, 9, 13, 14, 15], частота биений ресничек (ciliary beat frequency – CBF) имеет нормальный диапазон: 7–12 Гц. Несмотря на то что ряд авторов считает МЦК зависимым от возраста, нами не обнаружено какой-либо связи нормативных показателей МЦК у клинически здоровых лиц с возрастом.

Благодаря данным литературы, в которой отмечено статистически значимое снижение МЦК у курящих, курящие лица из нормативной группы исследования нами были исключены.

Поскольку в литературе имеются различные сведения о нарушении МЦК при тех или иных заболеваниях [7, 10, 11], для исследования нами были выбраны больные с инородными телами верхнечелюстных пазух. У этих больных изначально нет предпосылок для нарушения функции МЦК, все развившиеся у них нарушения произошли из-за воспалительного процесса в верхнечелюстной пазухе в результате попадания в нее инородного тела при стоматологических манипуляциях на зубах верхней челюсти. Именно у таких пациентов можно наблюдать динамику изменения локального МЦК и других явлений, связанных исключительно с верхнечелюстным синуситом, оперативным вмешательством и хирургической травмой в ходе формирования доступа к верхнечелюстной пазухе.

В группах исследования оказалось приблизительно равное количество больных с различными стадиями морфологических изменений среднего носового хода и околоносовых пазух по данным КТ. С этой точки зрения группы, сформированные нами для клинического исследования, являются достаточно однородными и репрезентативными.

При группировке данных в основных группах исследования было установлено, что наибольшее влияние на исходный уровень локального МЦК оказывают изменения воспалительного характера в области среднего носового хода и передней группы околоносовых пазух. Они возникают обычно при длительной персистенции инородного тела, сопровождаются появлением четких стабильных морфологических изменений слизистой оболочки этой области (значительные утолщения, воспалительно-полипозные разрастания), регистрируемых на КТ-исследовании. Эти различия в значениях исходного локального МЦК при группировке, по данным КТ-исследования, статистически значимы. Нами также выявлено, что наличие такого фактора, как мицетома в верхнечелюстной пазухе, отрицательно влияет на исходный уровень локального МЦК среднего носового хода.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Наибольшее влияние на исходный уровень локального МЦК оказывают изменения в области среднего носового хода и передней группы околоносовых пазух воспалительного характера, возникающие обычно при длительной персистенции инородного тела. Изменения сопровождаются появлением четких стабильных морфологических изменений слизистой оболочки этой области (значительного утолщения, воспалительно-полипозных разрастаний), регистрируемых на КТ-исследовании. Наличие мицетомы в верхнечелюстной пазухе также отрицательно влияет на исходный уровень локального МЦК среднего носового хода.

Конфликт интересов: все авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.

Об авторах

Олег Вадимович Мареев

ФГБОУ ВО «Саратовский государственный медицинский университет имени В.И. Разумовского» Минздрава России

Email: ovmareew@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7240-5651
SPIN-код: 1250-9662
Scopus Author ID: 6507950200

д-р мед. наук, профессор, заведующий кафедрой оториноларингологии

Россия, ул. Б. Казачья, 112, Саратов, 410012

Глеб Олегович Мареев

ФГБОУ ВО «Саратовский государственный медицинский университет имени В.И. Разумовского» Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: dr-mareev@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5906-8080
SPIN-код: 5502-4395
Scopus Author ID: 23051024200
ResearcherId: S-1217-2016
http://www.dr-mareev.ru

д-р мед. наук, профессор кафедры оториноларингологии

Россия, ул. Б. Казачья, 112, Саратов, 410012

Игорь Юрьевич Ермаков

СПб ГБУЗ «Городская больница №40»

Email: ermakov1988@inbox.ru

врач-оториноларинголог

Россия, Санкт-Петербург

Иван Владленович Федосов

ФГБОУ ВО «Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского» Минобрнауки России

Email: fedosov-optics@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3619-245X

канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры оптики и биофотоники

Россия, Саратов

Список литературы

Дополнительные файлы