МОРФОГЕНЕЗ АНЕВРИЗМЫ БРЮШНОГО ОТДЕЛА АОРТЫ

Аннотация

В работе приведены данные анализа морфологических изменений в стенке аневризмы брюшной аорты с целью изучения значения воспалительной реакции в развитии аневризмы. Установлено, что хроническое воспаление играет основную роль в патогенезе формирования аневризмы брюшной аорты. В стенке аневризмы обнаруживаются обширные воспалительные инфильтраты из лимфоцитов, макрофагов, которые являются основным источником металлопротеиназ, вызывающих дегенерацию эластина, коллагена, что приводит к разрушению структуры стенки и дилятации аорты.

Полный текст

В лечении и диагностике аневризм брюшного отдела аорты (АБОА) в настоящее время достигнуты определенные успехи, однако остаются нерешенные вопросы относительно причин возникновения и развития аневризм. Длительное время основной причиной развития АБОА считались дегенеративные атеросклеротические изменения в стенке аорты [1, 2]. Действительно эти два заболевания многое объединяет: локализация, возраст больных, факторы риска, при гистологическом исследовании АБОА в стенке аорты выявляются типичные атеросклеротические бляшки. Однако в последнее время появились сообщения, что между АБОА и атеросклерозом существует ряд принципиальных отличий и прежде всего изменения стенки аорты при атеросклерозе первично локализуется в интиме, а для АБОА характерны дегенеративные изменения эластических волокон и воспалительные изменения в медии и адвентиции. В развитии и прогрессировании АБОА имеют значение различные факторы: протеолитическая дегенерация соединительной ткани аорты, воспаление и иммунные реакции в ее стен ке, оксидативный стресс и молекулярногенетические факторы [2]. Последовательность биохимических процессов, происходящих на молекулярном уровне определенно должны влиять на морфологические изменения в стенке АБОА. Цель исследования: провести анализ морфологических изменений и определить значение воспалительной реакции в развитии АБОА. Материалы и методы Проводилось исследование фрагментов стенки АБОА, полученных во время плановых и ургентных операций у 50 больных преимущественно мужчин в возрасте от 35 до 80 лет. Для сравнения исследовались стенки брюшной аорты при атеросклерозе у 10 больных, умерших от различных заболеваний сосудистого генеза (инфаркт миокарда, ИБС, церебральный инсульт) соответственно возрастным группам АБОА. Для характеристики морфологических изменений использовались: гистологические, иммуногистохимические и морфометрические методы. Гистологические методы: полученный материал фиксировали в 10% забуференнном формалине (рН 6,8-7), обез 7 Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова, №2, 2013 г. воживали в спиртах восходящей концентрации, заливали в парапласт, срезы толщиной 7 мкм окрашивали гематоксилином и эозином, трихромом по Массону, резорцин фуксином, толуидиновым синим, проводили РАS-реакцию. Иммуногистохимически определяли клеточный состав воспалительных инфильтратов интимы, медии и адвентиции. Гладкомышечные клетки - по экспрессии гладкомышечного актина, Т-клетки по экспресии ОТ3, макрофаги - по экспрессии СD68, В-клетки по экспрессии -СD20. Количественную оценку волокнистых структур (коллагеновых и эластических волокон) средней оболочки аорты в АБОА проводили на срезах, окрашенных по Массону. В медии АБОА методом систематического случайного отбора выбирались 5 полей для исследования. Изображение получаемое на микроскопе Primo Star (Zeiss Germany), оцифровывалось с помощью цифровой видеокамеры (AxioCam ERc 5s) при увеличении *400, затем вводилось в компьютер для последующей обработки. С помощью инструмента «Magic wand» программы Adobe Photoshop 8.0 (Adobe Systems Inc.) выделялись фрагменты изображения, окрашенные в синий цвет (коллагеновые волокна) и красный цвет (эластические волокна). В программе ImageJ 1.34s (Nat. Inst. of Health, USA) определялся соответствующий данным участкам процент площади изображения. Площадь щелей между волокнами из расчета исключалась. Далее определялось среднее значение в поле зрения площади коллагеновых и эластических волокон в каждой группе пациентов в процентном отношении. Результаты и их обсуждение В контрольной группе (неосложненный атеросклероз) во всех наблюдениях отмечалось утолщение интимы, образование атеросклеротических бляшек в стадии фиброза атероматоза, изъязвления и кальциноза, вокруг которых нередко обнаруживались воспалительные инфильтраты. В остальных участках интима равномерно утолщена, отечна, диффузно инфильтрирована клеточными элементами. При им-муногистохимическом исследовании в инфильтратах выявлены Т- лимфоциты, макрофаги и большое количество гладкомышечных клеток. В средней оболочке (медия) обнаруживались эластические и коллагеновые волокна в соотношении 38,2+11,4% и 55,2+12,5% и очаговые лимфоцитарные инфильтраты. В адвенти-ции отмечалось небольшое количество эластических и коллагеновых волокон, расположенных на границе с медией, а также определялись кровеносные сосуды и мелкие лимфоцитарные инфильтраты. Гистологические изменения в стенке АБОА были не однотипны. В 17 наблюдениях в интиме обнаруживались атеросклеротические бляшки в стадии некроза, атероматоза и кальциноза. В участках интимы, свободных от атеросклеротических изменений, интима истончена, фибрози-рована с небольшим количеством лимфоцитов (CD3+), гладкомышечных клеток (2MA+) и макрофагов (CD68+). Но в остальных наблюдениях в интиме отсутствовали атеросклеротические бляшки, обнаруживался отек и диффузная клеточная инфильтрация, десквамация эндотелия, и на некротизированной поверхностности интимы определялись наложения фибрина и тромботических массы (рис. 1а). Средняя оболочка истончена, в ней обнаруживались дегенеративные изменения, виде базофильных (гем. эоз.) очагов, с мета-хроматическим окрашиванием толуиди-новым синим. Эластические волокна в этих очагах подвергались дистрофическим изменениям, фрагментации, разрушению и замещению их коллагеновыми. При морфометрическом исследовании в стенке аневризмы эластические волокна составляли 22,0+11,0% а коллагеновые 68,3+13,1%. В очагах дегенерации эластических волокон обнаруживались пролиферирующие капилляры и остроконечные синусоидного типа образования (рис. 1-б). В медии отмечалась очаговая, периваску-лярная и лишь в некоторых наблюдениях диффузная воспалительная инфильтрация. При гистохимическом исследовании в инфильтратах обнаруживались преимущественно Т-лимфоциты (CD3+), макрофаги (CD68+), и небольшое количество гладкомышечных клеток (рис. 2). 8 Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова, №2, 2013 г. Рис. 1. Морфологическая картина стенки аневризмы: а - тромб на поврежденной интиме (а), дегенерация медии (б), фиброз и воспаление в адвентиции (в), PAS - реакция; Х 80 Рис. 2. Гладкомышечные клетки в меди: экспрессия гладкомышечного актина; Х 100 В адвентиции стенки аневризм практически во всех наблюдениях отмечались воспалительные изменения диффузного, но чаще очагового характера, а также явления периваскулита и периневрита. В составе клеточного инфильтрата преобладали Т-лимфоциты (CD3+), В-лимфоциты (CD20+) макрофаги (CD68+). Обнаруживались мелкие лимфоидные фолликулы со светлыми центрами. В некоторых наблюдениях лимфоидные фолликулы формировали структуры по типу лимфоидных агрегатов (рис. 3). В фоликулах обнаруживались CD20 позитивные В-лимфоциты (рис. 4). На фоне воспалительных изменений в адвентиции этих аневризм отмечался фиброз, различной степени от незначи тельного до выраженного. В двух наблюдениях фиброз изначально был выражен в периаортальной клетчатке. При гистологическом исследовании 20 тромбов, удаленных вместе с аневризмой обнаружено: в 5 наблюдениях тромбы располагались свободно в остальных - прикреплялись к стенке аневризмы (итралюми-нальный тромб). В составе тромбов определялись: фибрин, эритроциты, участки организации, фиброз и разнообразные клетки. В некоторых тромбах преобладали нейтрофи-лы, в других - лимфоциты, макрофаги. Иногда в тромбах обнаруживались пенистые клетки, напоминающие ксантомные клетки. В некоторых тромбах были выражены процессы фибринолиза и некроза. 9 Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова, №2, 2013 г. Рис. 3. Очаговая лимфоидная инфильтрация, формирование лимфоидных фолликулов в адвентиции аневризмы; окраска гематоксилином и эозином; Х 100 Рис. 4. В-клетки в лимфоидных фолликулах, экспрессия СD 20+; Х 100 Таким образом, схема структуры аневризмы представляется слоистой изнутри к наружи: интралюминальный тромб с фибрином, эритроцитами и разнообразными клеточными элементами, десквами-рованный эндотелий, некротизированная интима, тонкая деградированная медия с частично поврежденной или полностью отсутствующей эластикой, замещенной коллагеновыми волокнами; воспаленная и/или фиброзированная адвентиция. При АБОА в интиме атеросклеротические бляшки обнаруживались в 26% наблюдений. Локализация атеросклеротических повреждений была как в поверх ностных так и в глубоких участках интимы на границе с медией, на фоне наиболее выраженных структурных изменений эластических волокон. То есть, наши данные подтверждают результаты других исследователей, что аневризма брюшной аорты может развиться у людей с распространенным атеросклерозом [11] . Медия - основная арена структурных изменений при аневризме. Прежде всего изменения относятся эластоколлагеновому каркасу. Отмечаются уменьшение, дистрофия, атрофия эластики и увеличение количества коллагеновых волокон. Так по сравнению с контрольной 10 Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова, №2, 2013 г. группой (неосложненный атеросклероз) процент эластических волокон в площади среза в стенке аневризмы составил 22,0+11 %, коллагеновых - 68,3+13,1%. При неосложненном атеросклерозе соответственно 38,2+11,4%; 55,2+12,5%. Морфометрические исследования свидетельствуют об уменьшении содержания эластики и увеличении количества коллагеновых волокон при АБОА по сравнению с атеросклерозом. По данным многочисленных работ [3, 6] разрушение эластических мембран лежит в основе патогенеза аневризмы и непосредственно связаны с воспалительными изменениями медии и адвентиции [9]. Наши исследования подтвердили эти данные. Клеточный состав воспалительных инфильтратов медии ад-вентиции представлен гладкомышечными клетками, макрофагами, Т- и В-лимфоцитами, играющими определенную роль в развитии аневризмы. Уменьшение эластики и замещение ее коллагеновыми волокнами связывают с уменьшением гладкомышечных клеток [9]. Причин для этого много. Во-первых, гладкомышечные клетки обладают выраженной гетерогенностью как по морфологии так и по содержанию ферментов, десмина и вемен-тина и связано это по данным Хема, с присутствием определенного количества недифференцированных гладкомышечных клеток, которые способны вырабатывать различные виды межклеточного вещества [4]. Во-вторых увеличение в ме-дии пролиферирующих капилляров и остроконечных синусоидных образований на месте гибнущей эластики обусловлено гипоксией [3]. В условиях гипоксии происходит усиление апоптоза [9], что также способствует уменьшению содержания гладкомышечных клеток. Характерной особенностью АБОА была массивная инфильтрация медии и адвентиции макрофагами и лимфоцитами. По данным литературы макрофаги в стенке аневризмы выделяют различные цито-кины, которые стимулируют активность металлопротеиназ. Макрофаги скорее всего являются основным источником повышенной протеазной активности в стенке аневризмы. Кроме того, макрофаги производят цитотоксические медиаторы, которые способствуют ликвидации ГМК-основного источника эластина и коллагена [7]. В стенке АБОА обнаружено большое количество В- и Т- лимфоцитов Инфильтрирующие иммунные клетки усиливают повреждение структурных элементов стенки аорты через освобождение ци-токинов, индуцируют апоптоз гладкомышечных клеток, протеазы высвобождающиеся из погибших гладкомышечных клеток еще более способствуют дегенерации матрикса и дилатации аорты [10]. Вывод Таким образом, наши данные созвучны с исследованиями других авторов, что хроническое воспаление играет основную роль в патогенезе формирования аневризмы брюшной аорты. В стенке АБОА обнаруживаются обширные воспалительные инфильтраты из лимфоцитов, макрофагов, которые являются основным источником металлопротеиназ, вызывающих дегенерацию эластина, коллагена, что ослабляет стенку аорты и приводит к дилатации. Финалом всех процессов, развивающихся в аневризмах брюшного отдела аорты является фиброз стенки аорты, выраженный в разной степени от очагового до распространённого.