Роль тканевых, клеточных и молекулярных механизмов в развитии различных вариантов воспаления бронхиальных путей 03. 03. 04 клеточная - shikardos.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
Похожие работы
Роль тканевых, клеточных и молекулярных механизмов в развитии различных вариантов - страница №1/3



На правах рукописи

Геренг Елена Андреевна

Роль тканевых, клеточных и молекулярных механизмов в развитии различных ВАРИАНТОВ воспаления бронхиальных путей

03.03.04 – клеточная биология, цитология, гистология

14.01.25 – пульмонология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени
доктора медицинских наук

Томск – 2012

Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации
Научные консультанты:

доктор медицинских наук, профессор



Суходоло Ирина Владимировна

доктор медицинских наук, профессор



Букреева Екатерина Борисовна

Официальные оппоненты:



Пуликов

Анатолий Степанович

доктор медицинских наук, профессор, заведующий лабораторией функциональной морфологии Федерального государственного бюджетного учреждения «Научно-исследовательский институт медицинских проблем Севера» Сибирского отделения Российской Академии медицинских наук


Солонский

Анатолий Владимирович


доктор медицинских наук, заведующий лабораторией нейробиологии Федерального государственного бюджетного учреждения «Научно-исследовательский институт психического здоровья» Сибирского отделения Российской Академии медицинских наук



Черногорюк

Георгий Эдинович

доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой госпитальной терапии с курсом физической реабилитации и спортивной медицины Государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Сибирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации


Ведущая организация: Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации
Защита состоится «____» ______________2012 года в часов на заседании диссертационного совета Д 208.096.03 при ГБОУ ВПО СибГМУ Минздравсоцразвития России (634050, г. Томск, Московский тракт, 2)
С диссертацией можно ознакомиться в научно-медицинской библиотеке Сибирского государственного медицинского университета
Автореферат разослан «____»_______________2012 года

Ученый секретарь

диссертационного совета Герасимов А.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИИ

Актуальность проблемы

Функциональная морфология воздухоносных путей и легких в норме и при ряде патологических состояний изучена весьма детально (Непомнящих Г.И., 1990; Непомнящих Г.И., 1997; Чучалин А.Г., 2000; Chung K.F., 2000; Majo J., 2001; Davies D.E., 2003; Непомнящих Г.И., 2005; Кузьмин А.З., 2007; Непомнящих Д.Л., 2010). Оценка изменений, развивающихся в бронхо-легочной системе при том или ином патологическом процессе служит основой для понимания закономерностей компенсаторно-приспособительных реакций в органах дыхания (Непомнящих Г.И., 2005; Непомнящих Д.Л., 2010).

Воспаление дыхательных путей, спровоцированное инфекцией, травмой или действием аллергенов, приводит к характерным патоморфологическим и клиническим проявлениям бронхо-легочных заболеваний, среди которых 15-25 % приходится на тяжелую бронхиальную астму и тяжелую стадию хронической обструктивной болезни легких, сопровождающихся высокой частотой жизнеугрожающих обострений и смертностью пациентов (Огородова Л.М., 2001; Smith H., 2002; Княжевская Н.П., 2003; Шапорова Н.Л., 2003; Чучалин А.Г., 2004; Eder W., 2006; Holgate S.T., 2006; Авдеев, С.Н., 2007; Черняев А.Л., 2007; Barnes, P.J., 2007; Волкова Л.И; Wenzel S.E., 2009; Redington A.E., 2010; Чучалин А.Г., 2010).

Тяжелая бронхиальная астма и тяжелая стадия хронической обструктивной болезни легких являются важными медико-социальными проблемами, так как на их долю приходится 80% всех затрат, связанных с заболеваниями бронхо-легочной системы: сюда входят как прямые затраты на медикаментозное обеспечение, оказание дорогостоящей экстренной помощи, так и непрямые затраты в связи с длительными периодами нетрудоспособности пациентов (Черняев А.Л., 1998; Огородова, Л.М., 2001; Чучалин А.Г., 2004).

По результатам проведенных в последние годы эпидемиологических исследований (AIRE, AIRCEE, AIA, НАБАТ) контроль над заболеванием у пациентов с тяжелой бронхиальной астмой регистрируется лишь у 5-20% больных, что связано в первую очередь с неадекватным степени тяжести лечением. В зависимости от чувствительности к терапии астму разделяют на чувствительную и резистентную формы. К последней относят астму тяжелого течения, характеризующуюся недостаточным контролем, несмотря на применение адекватных доз ингаляционных кортикостероидов.

Терапевтически резистентная бронхиальная астма отличается выраженным полиморфизмом: к ней относятся «brittle» фенотип (нестабильная форма) и «астма с фиксированной бронхообструкцией» (гормонозависимая) (Holgate S.T., 2004; Огородова Л.М., 2005; Кобякова О.С., 2005; Barnes, P.J., 2007; Wenzel S.E., 2009).

Клиницисты нередко сталкиваются с проблемой дифференциальной диагностики тяжелых форм бронхиальной астмы и тяжелой стадии хронической обструктивной болезни легких. До настоящего времени четко не определены морфологические предикторы развития тяжелой, терапевтически резистентной бронхиальной астмы, а также не разработаны дифференциальные критерии патоморфоза тяжелой астмы и тяжелой стадии хронической обструктивной болезни легких.

Единственным способом получения достоверной информации о морфо-функциональном состоянии бронхиального дерева являются бронхоскопические методы исследования, хотя эти манипуляции инвазивны и могут спровоцировать утяжеление состояния пациентов (Виггинс Дж., 1991; Davies D.E., 2003; Непомнящих Г.И., 2005; Boulet L.P., 2008). В этой связи заслуживает внимания возможность анализа индуцированной мокроты и бронхиальных смывов, клеточный и молекулярный состав которых, по-видимому, отражает состояние бронхиального дерева (Авдеев С.Н., 1998; Rutgers S. R., 2000; Цой А.Н., 2007; Hudy M.H., 2010).

Морфо-функциональные изменения в органах дыхания, основанные на анализе биоптатов слизистой оболочки бронхов в сопоставлении с исследованием бронхиальных смывов и индуцированной мокроты, могут служить базисом для выявления тканевых, клеточных и молекулярных предикторов тяжелого течения бронхиальной астмы, а также дифференциальных критериев между бронхиальной астмой и хронической обструктивной болезнью легких.

Цель работы

Цель диссертационной работы − выявить ведущие тканевые, клеточные и молекулярные взаимодействия в воздухоносных путях при бронхиальной астме и хронической обструктивной болезни легких.



Задачи исследования:

  1. Изучить морфо-функциональные особенности слизистой оболочки бронхов у пациентов с тяжелой терапевтически чувствительной и терапевтически резистентной бронхиальной астмой.

  2. Оценить состояние тканевых, клеточных и молекулярных компонентов бронхиальной стенки и сопоставить их с клинико-функциональными параметрами у больных терапевтически резистентной бронхиальной астмой «brittle» фенотипа (нестабильная астма).

  3. На основании диагностики функций внешнего дыхания, гистологического, иммуно-гистохимического, ультраструктурного анализа бронхобиоптатов, цитологического, иммунологического и биохимического исследования бронхиальных смывов и индуцированной мокроты выявить тканевые, клеточные и молекулярные механизмы, характерные для терапевтически резистентной бронхиальной астмы фенотипа «астма с фиксированной бронхообструкцией» (гормонозависимая).

  4. Дать морфо-функциональную характеристику бронхобиоптатов, бронхиальных смывов и индуцированной мокроты при тяжелой стадии хронической обструктивной болезни легких.

  5. Выявить тканевые, клеточные и молекулярные маркеры, отличающие тяжелую бронхиальную астму от тяжелой стадии хронической обструктивной болезни легких.

Научная новизна

Проведено комплексное морфологическое исследование биоптатов слизистой оболочки бронхов, бронхиальных смывов и индуцированной мокроты при тяжелой бронхиальной астме и хронической обструктивной болезни легких.

Впервые показано, что резистентная к терапии бронхиальная астма сопровождается более высокой концентрацией оксида азота в бронхиальном содержимом на фоне повышения функциональной активности тучных клеток и слизеобразующей функции бокаловидных экзокриноцитов в слизистой оболочке бронхов.

Получены новые данные, играющие ключевую роль при разделении тяжелой терапевтически резистентной астмы на «brittle» фенотип и «астма с фиксированной бронхообструкцией» − это усиление экспрессии рецепторов к трансформирующему фактору роста β1 на клетках бронхиального эпителия, возрастание удельного объема митохондрий и лизосом в реснитчатых эпителиоцитах, увеличение доли «светлых» и «темных» эндотелиоцитов капилляров слизистой оболочки бронхов, а также снижение концентрации интерлейкина-10 в бронхиальных смывах и индуцированной мокроте.

Впервые продемонстрировано, что высота эпителиального пласта и толщина базальной мембраны, плотность распределения CD4+- и CD8+-лимфоцитов в собственной пластинке слизистой оболочки бронхов, удельный объем капилляров закрытого типа, а также концентрация трансформирующего фактора роста β1, активность эластазы в бронхиальных смывах и индуцированной мокроте являются наиболее информативными показателями при дифференциальной диагностике бронхиальной астмы и хронической обструктивной болезни легких.

Впервые обнаружено, что тканевые изменения слизистой оболочки бронхов коррелируют с морфологическими параметрами и функциональными особенностями клеток воспалительного инфильтрата, концентрацией иммунорегуляторных молекул, цитокинов и ростовых факторов в бронхиальных смывах и индуцированной мокроте, а также с клинико-функциональными тестами, отражающими выраженность бронхообструктивного синдрома при тяжелой бронхиальной астме и тяжелой стадии хронической обструктивной болезни легких.

Впервые установлены положительные взаимосвязи между плотностью распределения макрофагов и дегранулированных эозинофилов в собственной пластинке слизистой оболочки бронхов, выраженностью экспрессии мРНК генов М3 – холинорецептора, Н1 – рецептора на этих клетках, концентрацией интерлейкина-4 в бронхиальных смывах и индуцированной мокроте, а также показателями ПК20 (предельной концентрацией метахолина, вызывающей падение объема форсированного выдоха на 20% за 1 секунду) при бронхиальной астме фенотипа «brittle» (нестабильная форма).

Толщина базальной мембраны эпителиальной выстилки бронхов, концентрация трансформирующего фактора роста β1 в бронхиальных смывах и индуцированной мокроте у пациентов с «астмой с фиксированной бронхообструкцией» (гормонозависимой) положительно коррелировала как с длительностью болезни, так и с параметрами суточной лабильности бронхов.

Выявлены отрицательные корреляции между плотностью распределения фибробластов, межэпителиальных нейтрофилов и СD8+-лимфоцитов в собственной пластинке слизистой оболочки бронхов, концентрацией фактора некроза опухоли α в бронхиальных смывах и индуцированной мокроте, а также индексом Тиффно (отношением объема форсированного выдоха за 1 секунду к жизненной емкости легких) при тяжелой стадии хронической обструктивной болезни легких.

Практическая значимость работы

Определение концентрации интерлейкина-4, трансформирующего фактора роста-β1, активности эластазы и α1-протеиназного ингибитора в бронхиальных смывах и индуцированной мокроте можно использовать для дифференциальной диагностики тяжелой бронхиальной астмы и тяжелой стадии хронической обструктивной болезни легких. Абсолютное число CD3+-СD4+-лимфоцитов, концентрация интерлейкина-8, 10 в бронхиальных смывах и индуцированной мокроте являются значимыми маркерами при разделении тяжелой терапевтически резистентной бронхиальной астмы на «brittle» фенотип (нестабильную) и «астму с фиксированной бронхообструкцией» (гормонозависимую).

Множественные корреляции между концентрацией про- и противовоспалительных цитокинов, трансформирующего фактора роста-β1, а также активностью эластазы и α1-протеиназного ингибитора в бронхиальных смывах и индуцированной мокроте позволяют рекомендовать индуцированное мокротоотделение как неинвазивный тест для идентификации варианта, выраженности и активности воспалительного процесса в дыхательных путях.

Результаты работы могут быть использованы в педагогическом процессе на кафедрах морфологии, гистологии, патологической анатомии и патологической физиологии, а также в аллергологических и пульмонологических отделениях функциональной диагностики научно-исследовательских институтов и учреждений практического здравоохранения.



Внедрение результатов исследования

Результаты исследования внедрены в учебный процесс на кафедрах морфологии и общей патологии ГБОУ ВПО СибГМУ Минздравсоцразвития России; патологической анатомии ГБОУ ВПО СибГМУ Минздравсоцразвития России; фундаментальных основ клинической медицины ГБОУ ВПО СибГМУ Минздравсоцразвития России; госпитальной терапии с курсом физической реабилитации и спортивной медицины ГБОУ ВПО СибГМУ Минздравсоцразвития России.


Положения, выносимые на защиту:

  1. К ведущим морфологическим признакам, определяющим резистентность к проводимой терапии у пациентов с тяжелой бронхиальной астмой, относятся усиленная дегрануляция тучных клеток в слизистой оболочке бронхов, сочетающаяся с гипертрофией бокаловидных экзокриноцитов, уплотнением в них секреторных везикул и расширением цистерн эндоплазматического ретикулума.

  2. Тяжелая терапевтически резистентная бронхиальная астма «brittle» фенотипа (нестабильная астма) по тканевыми, клеточными и молекулярными признакам отличается от тяжелой терапевтически резистентной бронхиальной астмы фенотипа «астма с фиксированной бронхообструкцией» (гормонозависимой).

  3. Ультраструктурные признаки регенераторно-пластической недостаточности эпителиоцитов бронхиальной стенки, периваскулярный фиброз, увеличение плотности распределения CD8+-цитотоксических клеток, а также эндотелиальная дисфункция капилляров слизистой оболочки бронхов ассоциированы с тяжелой стадией хронической обструктивной болезни легких.

  4. Тяжелая бронхиальная астма и тяжелая стадия хронической обструктивной болезни легких формируют характерные для каждой нозологии патоморфологические признаки, которые могут идентифицироваться при исследовании бронхиальных смывов и индуцированной мокроты.

Апробация работы

Основные положения диссертации доложены и представлены на Межрегиональной конференции, посвященной 100-летию С.П. Карпова (г. Томск, 2003), Европейском респираторном конгрессе (Австрия, г. Вена, 2003) Швеция, г. Стокгольм, 2007) Всероссийской конференции "Фундаментальные и прикладные проблемы гистологии, гистогенез и регенерация тканей" (г. Санкт-Петербург, 2004), Межрегиональной конференции "Клинико-морфологические аспекты общепатологических процессов при социально значимых заболеваниях" (г. Новосибирск, 2004), V, VIII, X международных конгрессах молодых ученых и специалистов «Науки о человеке» (г. Томск, 2004, 2007, 2009), Всероссийской конференции с международным участием «Фундаментальные аспекты компенсаторно-приспособительных процессов (г. Новосибирск, 2007), VIII, IX междуна­родных конгрессах «Здоровье и образование XXI века» (г. Москва, 2007, 2008,), Международной гистологической конференции «Морфогенезы в эволюции, индивидуальном развитии и в эксперименте» (г. Тюмень, 2008), Межрегиональной конференции «Актуальные проблемы медицины» (г. Абакан, 2008), IX, X конгрессах Международной ассоциации морфологов (г. Бухара, 2008; г. Ярославль, 2010), Международной конференции «Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования в физиологии и медицине» (г. Санкт-Петербург, 2010), III Эмбриональном симпозиуме Международной ассоциации морфологов «Югра-Эмбрио-2011 «Закономерности эмбрио-фетальных морфогенезов у человека и позвоночных животных» (г. Ханты-Мансийск, 2011), заседании экспертной комиссии ГБОУ ВПО СибГМУ Минздравсоцразвития России (г. Томск, 2012).



Публикации

По теме диссертации опубликованы 40 работ, в том числе 22 полнотекстовые статьи в журналах из перечня ВАК РФ, 2 работы в зарубежной печати, 1 монография.



Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 344 страницах машинописного текста, иллюстрирована 132 рисунками и 52 таблицами и содержит введение, обзор литературы, описание материалов и методов исследования, результаты собственных исследований, обсуждение полученных результатов, заключение и выводы. Список использованной литературы содержит 332 наименование, из них 110 - отечественных и 222 иностранных источников.



МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Дизайн исследования. Объект исследования.

Проведено одномоментное сравнительное нерандомизированное исследование пациентов с БА (n=122) и ХОБЛ (n=85), находившихся на госпитализации в аллергологических и пульмонологических отделениях областной клинической больницы (курировались канд.мед.наук Селивановой П.А.), городской больницы №3 (наблюдались аспирантом Кремисом И.С.) НИИ онкологии СО РАМН (велись д-р мед. наук Черемисиной О.В.) г. Томска (пациенты с БА проконсультированы д-р мед. наук, профессором, член-корр. РАМН Огородовой Л.М., с ХОБЛ д-р мед. наук, профессором Букреевой Е.Б.) и в терапевтическом отделении краевой больницы г. Петропаловск-Камчатский (курировались д-р мед. наук, профессором Козиной О.В.).

Материал набирали в период с 2003 по 2011 годы. Весь материал анализировался лично автором. Диагноз и степень тяжести БА верифицировали согласно критериям глобальной стратегии диагностики, профилактики и лечения астмы (GINA, 2008), а ХОБЛ на основании GOLD, 2008.

Контрольную группу составили биоптаты слизистой оболочки бронхов от 10 некурящих доноров-добровольцев, сопоставимых по полу и возрасту с обследованными пациентами.



следующая страница >>