MORPHO-FUNCTIONAL CHARACTERISTIC OF A CONDITION OF THE RESPIRATORY SYSTEM IN ALLERGIC RHINITIS
- Authors: Barkhina TG1,2, Gusniev SA1,2, Gushchin MY.1,2, Polner SA1,2
-
Affiliations:
- FGBSU Institute of Human Morphology
- FGBU «Institute of Immunology of Russia»
- Issue: Vol 14, No 1S (2017)
- Pages: 7-10
- Section: Articles
- Submitted: 10.03.2020
- Published: 15.12.2017
- URL: https://rusalljournal.ru/raj/article/view/195
- DOI: https://doi.org/10.36691/RJA195
- ID: 195
Cite item
Full Text
Abstract
Full Text
За последнее время участились случаи ринитов различного происхождения. Это связано с недостаточностью диагностирования, а также схожестью ряда симптомов заболевания. Однако распространенность разных форм ринитов неодинакова и нуждается в альтернативных видах лечения. В частности аллергический ринит (АР) практически всегда приводит к бронхиальной астме (БА) в той или иной степени выраженности заболевания у различной категории пациентов [1, 2, 3]. Учитывая тенденцию АР и БА к омоложению, более раннему дебюту и увеличению осложнений болезни исследование различных аспектов данной проблемы вызывает у клиницистов и учёных всё больший интерес. Ранее нами было установлено, что клинические проявления ринитов и БА в различных возрастных группах имеют как сходные, так и альтернативные проявления [1, 4]. Однако, исследование различных форм АР, их клинико-морфологическое изучение и дифференциальная диагностика сезонного (САР) и круглогодичного (КАР) форм АР с другими разновидностями ринитов ещё находится в стадии разработки. Цель данного исследования - изучить клинико-морфологические параллели у пациентов разных форм АР и других ринитов и установить дифференциально-диагностические морфологические критерии изменения слизистых оболочек верхних дыхательных путей в зависимости от степени тяжести заболевания. Материал и методы исследования. Проведён сбор клинического и морфологического материала. В работе используются инструментальные методы исследования, ретроспективный анализ медицинской документации, аллергологические методы, включающие различные аллергопробы с разными значимыми аллергенами, которые могут вызывать и аллергический ринит, и бронхиальную астму. В первую очередь производился забор образцов назального содержимого и анализировались мазки с помощью цитологических методов. Это является первым этапом морфологической диагностики. После этого были исследованы соскобы слизистой оболочки из полости носа. Иммунологические методы включали в основном метод Манчини для идентификации бета-глобулина slgA, который наиболее информа тивен при диагностике ринитов. Из периферической крови выделены эритроциты, тромбоциты и лейкоциты для изучения их с помощью морфологических методов. Материал был исследован с помощью методов световой и сканирующей (СЭМ) и трансмиссионной (ТЭМ) электронной микроскопии. Собственные данные. Исследование цитограмм назального содержимого при различных формах ринитов показало следующие результаты: в цитограмме при неаллергическом рините обнаружено до 20-22% эозинофилов; в цитограмме при АР до 50-60% эозинофилов; при остром рините до 50% нейтрофилов; при полипозном ри-носинусите до 30% секрета БК. Иммунологическое исследование методом диффузии по Манчини показало, что наиболее информативен показатель бета - глобулина -slgA, для которого максимальные значения установлены при неаллергическом рините (до 800 мкг/мл) и при АР (от 1000 до 1200 мкг/мл). Это наиболее чувствительный тест по сравнению со значениями других иммуноглобулинов. Аллергоанализ основных причинно-значимых аллергенов установил главные критерии отличия разных форм ринитов. При АР наблюдается положительный провокационный тест с аллергеном клеща домашней пыли, в отличие от других форм ринитов. Первичные морфологические изменения при всех формах АР наблюдаются в реснитчатых клетках и бокаловидных клетках эпителия носа, а затем эти изменения переходят на собственную пластинку слизистой оболочки (СПСО) полости носа, затрагивая и сосуды микроциркуляторно-го русла (МЦР). Нами также получены данные о некоторых различиях и сходствах изменений в клетках слизистых оболочек верхних и нижних ДП [4], которые также были показаны в других работах [5, 7, 8, 10] и в сравнительном анализе взрослого контингента и подростков [8, 9, 11, 12]. Следует отметить, что морфологическая характеристика КАР и САР отличается только при электронно-микроскопическом анализе, тогда как световая микроскопия не даёт существенных различий. Другие формы ринитов имеют характерные морфологические изменения разной степени выраженности при световой микроскопии, при изучении полутонких срезов (ПТС) и при ТЭМ. Морфологическое исследование слизистой оболочки полости носа проведено с целью изучения патогенетических аспектов и его отличия от других форм хронических ринитов [10, 13, 14]. Поняв механизмы клеточного взаимодействия можно судить о возможных клинических проявлениях данного патологического процесса, о его сходствах или различиях с аллергическими и неаллергическими видами ринитов. Если сходными изменениями при ринитах являются первичные нарушения в эпителии слизистой оболочки носа, в частности реснитчатых и бокаловидных клеток, то отличительными являются эпителиально-стромальные взаимоотношения. Основной отличительной особенностью является наруше-ние взаимодействий различных клеточных популяций, как в эпителии, так и в собственной пластинке слизистой оболочки носа (СПСО), так и в железистой ткани. Наиболее ярко проявляются из-менения в скоплении тучных клеток, как в стадии накопления секрета, так и при экструзии его. Второй особенностью являются изменения сосудов МЦР. Многие из них имеют истонченность эндотелиальных клеток с признаками нару-шения проницаемости. Для ринитов различного генеза характерно наличие интраэпителиальных клеток иммунного ряда. Для неаллергических ринитов чаще встречаются лимфоциты и фибробласты с вычурными отростками в эпителии; для АР в большей степени характерно внедрение тромбоцитов и различных гранулоцитов. Все эти особенности морфологии слизистой оболочки носа свидетельствуют о значительных нарушениях в МЦК, что в конечном итоге при-водит к мукоцилиарной недостаточности (МЦН). Была подчеркнута важная роль изучения мукоцилиарной недостаточности (МЦН) при ри-нитах.[1, 5, 7, 15, ]. Ранее нами было показано, что функциональные и морфологические изменения эпителия возникают гораздо раньше, чем появляются клинические проявления [1, 4]. Установлено, что при БА наблюдаются морфофункциональные сдвиги не только в клетках дыхательных путей (ДП), но и в органах других систем, а также в периферической крови. Учитывая первичность воздействия причинно-значимых аллергенов на эпителий верхних ДП, а изучение этих воздействий в большей степени наблюдает 8 Р оссийский .^Аллергический ^Журнал Морфофункциональная характеристика состояния дыхательных путей при разных формах аллергического ринита ся в нижних ДП, мы предприняли попытку разграничить изучение этих воздействий. Это было необходимо, так как слизистая оболочка носа и прилегающие к ней образования имеют существенные различия со слизистыми оболочками бронхов и бронхиол. Общность механизмов развития гиперреактивности (ГР) верхних и нижних ДП описана для пациентов разных возрастов при любых степенях тяжести заболевания и подтверждена клиническими и морфологическими методами изучения [5, 7, 8]. Нам было необходимо уточнить, в каких именно областях носа имеются самые чувствительные локусы, чаще всего подвергающиеся аллергическим воздействиям. Также важно уточнить и характеристику аллергического повреждения, а также дифференциально-диагностические критерии при различных ринитах, фактически предшествующих БА. Из-за того, что нос человека выполняет несколько важнейших функций: дыхательную, обонятельную, защитную и резонаторную, изучение морфологических изменений при патологии является необходимым атрибутом заболеваний. Возрастание же аллергопатологии дыхательных путей, значимость в первичности аллергической реакции именно в слизистой оболочке носа делает его приоритетным. Именно поэтому повреждения при аллергической агрессии больше сказывается на этом отделе дыхательной системы, т.к. на его слизистую оболочку приходится наибольшее напряжение. У больных АР и БА и, особенно при их сочетаниях тканевая, назальная и бронхиальная гиперреактивность находятся в прямой зависимости от степени тяжести и длительности заболевания [5, 6, 11, 12, 13]. Однако клеточные и субклеточные изменения при этом касаются разных популяций и имеют некоторые характерные особенности, что частично подтверждено в эксперименте. Именно поэтому данные исследования в этом направлении остаются актуальными. При изучении цитологических образцов и по-лутонких срезов в верхних отделах ДП наиболее чувствительными оказались участки слизистой оболочки нижней носовой раковины. В первую очередь страдают эпителиальные клетки, особенно реснитчатые (РК), в которых повреждаются реснички и апикальная часть эпителия; несколько разноплановая картина наблюдается в бокаловидных клетках (БК), что в значительной степени связано со всей секреторной системой. Кстати говоря, от меры созревания муцина и его экструзии зависит и дальнейшее развития заболевания. При АР, фактически любого происхождения, в сосудах МЦР обнаружен полиморфизм изменений эндотелиальных клеток от резкого их истончения до значительного утолщения и отёка как самих клеток, так и периваскулярных пространств, встречается чередование различных по электронной плотности эндотелиоцитов, свидетельствующих о нестабильности сосудов МЦР и о серьёзных изменениях в проницаемости клеточных мембран. Однако при изучении поверхности слизистой ДП при АР и БА имеет место тенденция к однотипным изменениям, что наряду с клиническими показателями подтверждает общую закономерность гиперреактивности этих отделов. Нами установлено, что исследование повреждения эпителия слизистых оболочек носа и бронхов показывает аналогичные изменения РК, которые наблюдаются на всем протяжении дыхательного тракта с различной степенью выраженности. Это зависит в первую очередь от возраста больного и степени тяжести заболевания. При КАР в РК отмечены основные ультраструктур-ные признаки: деформация, пространственные нарушения направления ресничек; субмикроско-пические признаки внутриклеточного отёка; деструкция органелл, ответственных за белковый, липидный, водно-солевой обмен. Эти признаки представлены в отизистой оболочке носа при любой степени тяжести, а в бронхах при средней и тяжелой степенях. У молодых пациентов превалируют секреторные процессы, которые мы расцениваем как компенсаторные функции, с возрастом же на фоне сокращения компенсаторных возможностей организма изменения сдвигаются в сторону ослабления секреторных процессов наряду с уменьшением количества макрофагов и тучных клеток. БК подвергаются более значительным изменениям в верхних ДП с определенными характерными признаками в различных отделах носовой полости. Ультраструктурные изменения в БК отличаются значительной гетерогенностью: отёчность, гипертрофия и гиперплазия БК; пере-растянутость секреторными гранулами, нарушение целостности апикальных мембран; при ТЭМ отмечены гетерогенные по электронной плотности гранулы муцина, нарушения целостности Р оссийский .^Аллергический ^Журнал 9 Бархина Т.Г., Гусниев С.А., Гущин М.Ю., Польнер С.А. апикальных мембран, значительные повреждения ядер, признаки готовности клеток к апоп-тозу. Выявлены признаки альтерации не только эпителиального слоя, но и клеточных элементов СПСО. Ультраструктурные изменения сосудов МЦР при тяжелой БА показаны и в других публикациях [6, 15, 16, ]. Нами продемонстрированы подобные изменения в верхних ДП при САР. В СПСО носа выявляются сосуды МЦР со значительными изменениями во всех структурных компонентах, в просвете которых обнаруживаются агрегированные формы эритроцитов, тромбоцитов и гранулоцитов, непосредственно контактирующих с эндотелиальными клетками. Более того, у пациентов разного возраста при изучении с помощью СЭМ в периферической крови наблюдаются сходные изменения агрегации форменных элементов. Ультраструктурные изменения в системе микроциркуляции от мелких сосудов до форменных элементов крови приводит к самым различным гипоксическим повреждениям мембран разных клеток, усугубляющих аллергическую реакцию [14, 15, 16, ]. Весь комплекс изменений свидетельствует о перестройках в морфологии ДП в ответ на аллергическую агрессию, что приводит к нарушениям в самих ДП и периферической крови, свидетельствуя о системной реакции. Подобные изменения сосудов МЦР в слизистых оболочках ДП, а также форменных элементов крови получены при экспериментальном моделировании аутоиммунного процесса. Полученные в комплексном исследовании данные подтверждают на цитологическом, светооптическом, ультраструктурном и мембранном уровне системность повреждения структур в тканях и клетках не только ДП, но и в других органов систем организма пациентов с различными формами ринитов и при бронхиальной астме, что также было показано в эксперименте. Все это свидетельствует о системности повреждения структур организма при аллергопатологии.About the authors
T G Barkhina
FGBSU Institute of Human Morphology; FGBU «Institute of Immunology of Russia»
S A Gusniev
FGBSU Institute of Human Morphology; FGBU «Institute of Immunology of Russia»
M Yu Gushchin
FGBSU Institute of Human Morphology; FGBU «Institute of Immunology of Russia»
S A Polner
FGBSU Institute of Human Morphology; FGBU «Institute of Immunology of Russia»
References
- Бархина Т.Г., Гущин М.Ю., Гуменюк С,А., Польнер С.А., Голованова В.Е. Морфофункциональные особенности мукоцилиарной системы дыхательных путей при аллергическом рините и бронхиальной астме. // Вестник Тверского Г.-У: Серия «Биология и экология», 2013, вып.29, № 2. С.29-40.
- Богова А.В., Ильина Н.И., Лусс Л.В. Тенденции в изучении эпидемиологии аллергических заболеваний в России за последние 10 лет. Рос. Аллергол. Журн. 2008, №6, С. 3-13.
- Чигаева Е.В., Сизякина Л.П., Сарычев А.М., Анисимова Л.А., Харитонова М.В. Распространенность аллергопатологии у пациентов с аутоиммунными заболеваниями. РАЖ, 2013, № 2, ч. 2. С.311-312.
- Гущин М.Ю., Голованова В.Е., Бархина Т.Г., Польнер С.А. Морфологические изменения слизистых оболочек полости носа при аллергическом рините и бронхиальной астме. Доктор.ру. 2011, №3, С.22-27.
- Гущин И.С. Патофизиология аллергии. Российская ринология, 2004, №1, с.6-22.
- Геренг Е.А., Суходоло И.В., Плешко Р.И. и др. Ультраструктурные характеристики капилляров слизистой оболочки бронхов при различных клинических фенотипах тяжелой бронхиальной астмы. // Бюллетень СО РАМН - 2010.-Т.30.-№6.-С.105-109.
- Емельянов А.В., Тренделева Т.Е., Краснощекова О.И. Исследование взаимосвязи нижних и верхних дыхательных путей у больных аллергическим ринитом и бронхиальной астмой. // Аллергология. -2001.- С.3.
- Польнер С.А. Роль иммунных и морфофункциональных нарушений в формировании и прогнозе аллергического ринита и бронхиальной астмы. Современные подходы к диагностике и терапии. Дис.. докт. мед. наук. - М., 2008. - С.307.
- Хаитов Р.М., Ильина Н.И. Аллергология и иммунология. Национальное руководство. Краткое издание, 2012, 640 с.
- Бархина Т.Г., Утешева В.А., Гущин М.Ю.,Юдина Е.Б.,Хайруллин Р.М. Эозинофилиты, Морфологические аспекты диагностики. // Морфологические ведомости.2015; 2: 7-14.
- Audino.P, La Grutta S., Cibella F. et al. Rhinitis as a risk factor for depressive mood in pre-adolescents: a new approach to this relationship. Pediatric Allergy and Immunol 2014: 25: 360-365.
- Baraldo S.et al. Airway remodeling is present in children with asthma regardless of eosinophilic inflammation. ERJ, 2009, P888, p144s.- 2004.- V.24(6).-P.1098-103.
- Bozzo C., Fenu G., Stomeo F. et al. Cytomorphologic and ultrastructural study of nasal mucosa by means of brushing: a comparison between asymptomatic and rhinitic subjects. //Rhinology.- 2005.- V.43.- P.261-265.
- Chilvers M. A., Rutman A., O’Callaghan C. Functional analysis of cilia and ciliated epithelial ultrastructure in healthy children and young adults // Thorax. 2003; 58: 333-338.
- Kirtsreesakul V., Somjareonwattana P., Ruttanaphol S. The correlation between nasal symptom and mucociliary clearance in allergic rhinitis // Laryngoscope. 2009, Aug; 119 (8): 1458-1462.
- Semenza G.L. Oxygen sensing, hypoxia-inducible factors, and diasease pathophisiology // Annu Rev Pathol. - 2014- v.9: P. 47-71.