МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ’Я УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ім. О.О. БОГОМОЛЬЦЯ

ВЕРНИГОРОДСЬКИЙ Сергій Вікторович

УДК 611-053:616.24-002.17/.004:615.217.22

МОРФОГЕНЕЗ ФІБРОЗУЮЧОГО АЛЬВЕОЛІТУ
ПРИ ТРИВАЛОМУ ЗАСТОСУВАННІ
БЕТА-АДРЕНОБЛОКАТОРІВ

14.03.02 – патологічна анатомія

Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

Київ - 2001

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Вінницькому державному медичному університеті ім. М.І.Пирогова МОЗ України.

Науковий керівник:

- доктор медичних наук, професор Біктіміров Віктор Васильович, Вінницький державний медичний університет ім. М.І. Пирогова МОЗ України, завідувач кафедри патологічної анатомії.

Офіційні опоненти:

- доктор медичних наук, професор, Благодаров Володимир Миколайович, завідувач кафедри патологічної анатомії Національного медичного університету ім. О.О. Богомольця;

- доктор медичних наук, доцент, Гичка Сергій Григорович, завідувач кафедри патологічної анатомії медичного інституту Української асоціації народної медицини.

Провідна установа:

Харківський державний медичний університет МОЗ України, кафедра патологічної анатомії.

Захист дисертації відбудеться “_06__”__12_________ 2001 р. о__1330__ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.003.06 Національного медичного університету ім. О.О. Богомольця (03057, м. Київ, пр. Перемоги, 34, морфологічний корпус, ауд. № 3).

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного медичного університету ім. О.О. Богомольця (03057, м. Київ, вул. Зоологічна, 1).

Автореферат розісланий _05._____11._____ 2001 р.

Вчений секретар спеціалізованої

вченої ради, доктор медичних наук

О.М. Грабовий

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Бета-адреноблокатори група лікарських засобів, яка широко використовується як в клінічній практиці так і в експерименті, в якості еталонних препаратів та фармакологічних аналізаторів (Б.А. Cидоренко, Д.В. Преображенский, 1995; W. Kerns et al., 1996; J. N. Love et al., 1991). Одним із провідних небажаних ефектів бета-адреноблокаторів є підсилення тонусу бронхів, що пов’язано з блокадою бета-адренорецепторів бронхіального дерева (R. James et al., 1998; Manuel Lois et al., 1997). Пневмотропна дія бета-адреноблокаторів полігамна і може проявлятися не тільки бронхообструктивним синдромом, але й формуванням запальних змін в легенях, що призводить до виникнення пневмоніту та інтерстиціальних хвороб. Найбільш часто спостерігались пневмоніти під впливом практололу, пропранололу та ацебуталолу (Gauthier-Rachman et al., 1990). Проте, до теперішнього часу механізми розвитку та визначення морфологічних змін при дії бета-адреноблокаторів на легені є не вивченими. Остаточно не розкриті патогенетичні ланки процесу, не визначені клітинні мішені, не з’ясовані шляхи метаболізму бета-адреноблокаторів в паренхіматозно-стромальних елементах легень. Тому вивчення, а особливо верифікація можливих специфічних змін у легенях під впливом того чи іншого бета-адреноблокатора, розробка критеріїв морфологічної діагностики, на сьогоднішній день є особливо актуальним.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота є фрагментом наукової праці кафедри патологічної анатомії “Патологічна анатомія медикаментозних пневмопатій, а також морфофункціональні зміни внутрішніх органів в умовах застосування лікарських засобів”, яка входить до науково-дослідної тематики Вінницького державного медичного університету, номер державної реєстрації 0196У004908.

Мета і задачі дослідження. Розкрити морфогенез фіброзуючого альвеоліту при тривалому застосуванні неселективних та селективних бета-адреноблокаторів.

1.

2.

3.

4.

Об'єкт дослідження. Об'єктом дослідження є фіброзуючий альвеоліт.

Предмет дослідження. Предметом дослідження є морфогенез фіброзуючого альвеоліту при тривалому застосуванні бета-адреноблокаторів.

Методи дослідження. Для дослідження стану структурних елементів легенів застосовували загальногістологічні методи фарбування. Стан сполучної тканини і її складових оцінювали фарбуванням препаратів по ван Гізон, імпрегнуванням азотнокислим сріблом та гістохімічними реакціями. Окисно-відновні процеси в легенях та внутрішніх органах досліджували гістоферментативними реакціями. Стан аерогематичного бар'єру та сурфактантної системи вивчався за допомогою ультраструктурного аналізу. Склад бронхоальвеолярного лаважу визначали біохімічними та цитологічними методами. Морфометрично оцінювали лімфоїдні утворення, асоційовані з бронхами.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше проведено експериментальне морфофункціональне дослідження паренхіматозно-стромальних елементів легень при тривалому застосуванні пропранололу та атенололу.

Вперше за допомогою експериментальної моделі визначений морфогенез пропранололового фіброзуючого альвеоліту. На основі вивчення ультраструктури легень, біохімічного та цитологічного дослідження виявлені особливості ефекторних клітин в формуванні склеротичних змін в легеневій тканині. Доказано, що патологічний процес має певну динаміку, завдяки чому виявлена стадійність дослідженої патології. Пропранололовий фіброзуючий альвеоліт розвивається в три стадії: гострий альвеоліт, підгострий альвеоліт, фіброзуючий альвеоліт з витоком в пневмосклероз. Пусковим механізмом розвитку альвеоліту є пошкодження судин мікроциркуляторного русла, альвеолоцитів II типу та альвеолярних макрофагів. На ранніх стадіях патологічного процесу в легенях виникає муральний макрофагально-лімфоцитарний альвеоліт. Дослідження клітинного складу бронхоальвеолярного лаважу може слугувати діагностичним тестом для визначення стадійності процесу. Для першого та другого місяця відмічається підвищений вміст макрофагів. На третьому місяці дослідження спостерігається лімфоцитоз та різке зниження кількості альвеолярних макрофагів.

Атенолол при тривалому введенні не викликає розвитку фіброзуючого альвеоліту. Але володіє нефротоксичною дією, що документується виникненням тубуло-інтерстиціального нефриту.

Розвиток процесу залежить від виду бета - адреноблокатора, його дози та тривалості використання.

Пріоритетність отриманих досліджень підтверджена отриманим деклараційним патентом на винахід "Спосіб моделювання пропранололового фіброзуючого альвеоліту" за номером 36077А від 16. 04. 2001 р.

Практичне значення одержаних результатів. Результати роботи дозволили збагатити відомості про патогенез та морфофункціональні зміни в легенях при формуванні пропранололового фіброзуючого альвеоліту.

Завдяки виявленої чіткої стадійності патологічного процесу розроблені морфологічні критерії медикаментозного фіброзуючого альвеоліту, які полегшать біопсійну діагностику хвороби.

Результати проведених досліджень впроваджено в роботу Вінницького обласного патологоанатомічного бюро для гістологічної діагностики пропранололового пошкодження легенів; пульмонологічного відділення Вінницької обласної клінічної лікарні ім. М.І.Пирогова, кардіологічного відділення міської клінічної лікарні № 1 для більш обгрунтованого призначення пропранололу у хворих з серцево-судинною патологією для запобігання і корекції легеневих ускладнень.

Результати дослідження впроваджено в навчальний процес і використовуються при проведенні практичних занять та читанні лекцій на кафедрах патологічної анатомії, факультетської та госпітальної терапії, фармакології з курсом клінічної фармакології Вінницького державного медичного університету ім. М.І.Пирогова.

Особистий внесок здобувача. Дисертантом самостійно проаналізована наукова література і патентна інформація з проблеми фіброзуючих альвеолітів, що виникають під впливом лікарських препаратів. Особисто дисертантом проводилась експериментальна частина, первинна обробка результатів дослідження, їх статистичний аналіз, написано всі розділи дисертації, сформульовано висновки, забезпечено впровадження отриманих результатів в навчальний процес та відображення в публікаціях. В сумісних публікаціях ідея і основний зміст роботи належать здобувачу.

Апробація результатів дисертації. Матеріали роботи доповідалися та обговорювалися на університетських науково-практичних конференціях молодих вчених та спеціалістів (Вінниця, 1999, 2001), VI Конгресі патологів України (Вінниця, 1998), на Всеукраїнській науковій конференції "Актуальні питання морфогенезу" (Чернівці, 2001). Робота апробована на сумісному засіданні кафедр патологічної анатомії, гістології, анатомії людини, оперативної хірургії та топографічної анатомії, факультетської та госпітальної терапії, фармакології з курсом клінічної фармакології, науково-дослідного центру Вінницького державного медичного університету ім. М.І.Пирогова.

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 6 наукових робіт, з них 5 у фахових журналах, в тому числі 2 самостійні та 1 у вигляді тезів. Отримано деклараційний патент на винахід "Спосіб моделювання пропранололового фіброзуючого альвеоліту" за номером 36077А від 16. 04. 2001 р.

Структура і об'єм роботи. Дисертація складається з вступу, огляду літератури, опису матеріалу і методів досліджень, власних досліджень, аналізу і узагальнення результатів, висновків і списку використаних джерел. Покажчик цитованої літератури містить джерел: 95 вітчизняних і 73 зарубіжних. Дисертація викладена на 183 сторінках машинопису, містить 7 таблиць і 62 рисунки.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали і методи дослідження. Для вирішення поставлених задач, експериментальне дослідження проведено на 192 безпорідних білих щурах з початковою масою тіла 180-220 г. Всіх щурів було розподілено на чотири групи. Тварини першої та другої групи отримували пропранолол протягом трьох місяців у дозах 2,5 та 4 мг/кг маси тіла на добу відповідно. Тварини третьої групи отримували атенолол протягом трьох місяців у дозі 2 мг/кг маси тіла на добу. Тварини четвертої групи слугували контролем.

Щурів виводили з експерименту шляхом декапітації після попереднього внутрішньочеревного нембуталового наркозу. Всім тваринам робили розтин. Внутрішні органи, які підлягали вивченню, фіксували в 10 водному нейтральному розчині формаліну. Макроскопічно описували легені, серце, нирки, печінку, селезінку. Мікроскопічному дослідженню підлягали легені, серце, нирки, печінка, селезінка. Шматочки органів заливали парафіном по загальноприйнятому методу. Гістологічні зрізи готувались на санному мікротомі, забарвлювались гематоксилін-еозином, по ван Гізон, толуїдиновим синім. Окремі гістологічні препарати фарбували суданом III, IV та імпрегнували азотнокислим сріблом по Футу та Гоморі. Для визначення сполук заліза використовували реакцію Перлса.

Глікозаміноглікани виявляли альциановим синім Steedman H.F. (1950) та ШИК-реакцією з послідуючою обробкою зрізів тестікулярною і бактеріальною гіалуронідазою (В.В. Виноградов, Б.Б. Фукс, 1961).

Для дослідження біохімічного складу вмісту альвеол і бронхіального дерева використовували їх промивання фізіологічним розчином з подальшим вивченням об'єму та складу рідини бронхоальвеолярного лаважу (БАЛ) по розробленій стандартизованій методиці (О.А. Яковлева, А.А. Пентюк, 1987). В змивах бронхоальвеолярного лаважу і гомогенатах легенів визначали вміст фосфоліпідів по оригінальному методу (А.А. Пентюк, В.И. Гуцол, О.А. Яковлева и соавт., 1987) рівень ендотоксикозу оцінювали по вмісту середньомолекулярних олігопептидів (Н.И. Габриэлян, В.И. Липатова,1984), а також по вмісту в цих же біосубстратах малонового діальдегіду (И.Д. Стальная, Т.Г. Гаришвили, 1977). Для комплексної біохімічної оцінки сполучної тканини використовувались такі методики: кількісне визначення оксіпроліну, який є характерним компонентом колагену, що синтезується фібробластами і служить індикатором фіброзу (Л.И. Слуцкий, 1969), з метою кількісної оцінки вмісту глікопротеїнів та глікозаміногліканів досліджували гексозаміни (И. М. Коренман, 1975) та рівень глюкуронової кислоти, яка віддзеркалює загальний вміст в тканинах кислих глікозаміногліканів (Л. А. Чилингарян, 1984). Також визначали вміст загального білку по загальноприйнятому методу. Клітинний склад бронхоальвеолярного лаважу досліджувався за допомогою забарвлення по Паппенгейму-Крюкову (Е.А. Кост, 1975). Легені після проведення бронхоальвеолярного лаважу для гістологічних досліджень не використовувались.

Стан окислювально-відновних процесів в тканині легень вивчався за допомогою визначення вмісту піровиноградної кислоти (И. М. Коренман, 1975) та активності ферментів лактатдегідрогенази, сукцинатдегідрогенази, і глюкозо-6-фосфатдегідрогенази (Nachlas et al., 1957)

Оцінку лімфоїдних утворень в легенях здійснювали за методом В.И. Брауде (1979).

Для вивчення ультраструктурних змін легеневої тканини використовували електронну мікроскопію. Для цього шматочки органу переносили в краплю фіксатора (2,5% глютаральдегід) і здрібнювали їх лезом бритви на пластинці стоматологічного воску. Дофіксовували шматочки в 1 розчині окису осмія протягом 4 годин на холоді з pH фіксатора 7,4. Шматочки дегідратували в ацетоні зростаючої концентрації, а потім заключали в епон. Зрізи товщиною 20-30 нм виготовляли на ультратомі УМПТ-7, контрастували в 2% розчині оцтового уранілу в 70-градусному етанолі 10 хвилин, цитраті свінця 15 хвилин. Зрізи вивчали за допомогою електронного мікроскопа ЕМ-100ЛМ.

Статистична обробка отриманих цифрових даних проводилась за допомогою статистичного пакету Excel for Windows з використанням t критерія Ст’юдента.

Результати дослідження. Після першого місяця введення пропранололу в цитоплазмі ендотеліальних клітин збільшується кількість піноцитозних пухирців, з'являються вакуолі різних розмірів. Також підлягають вакуолізації і пневмоцити I типу. В пневмоцитах II типу порушується структура осміофільних пластинчастих тілець, останні збільшуються в розмірах, місцями пластини їх розділені світлими проміжками. Відбувається активація альвеолярних макрофагів, які містять багато лізосом та мембранні осміофільні тільця. При світлооптичному дослідженні, крім розладів мікроциркуляції у вигляді підвищення проникливості капілярів та розвитку інтерстиціального набряку, відмічалась зростаюча макрофагально-лімфоцитарна інфільтрація навколо судин, бронхів та в міжальвеолярних перегородках. Характерним була поява "пінявих" макрофагів. При еклектронно-мікроскопічному дослідженні таких макрофагів в їх цитоплазмі знаходили лізосоми, які містили різних розмірів осміофільні мембранні структури з щільним центром та розшарованою периферією. Це може свідчити про те, що "піняві" макрофаги фагоцитують велику кількість фосфоліпідів, які з'являються у легенях внаслідок руйнування сурфактанту, альвеолоцитів ІІ типу та мембран структурних елементів легень. Накопичення фосфоліпідів в макрофагах і легеневій тканині призводить до розвитку фосфоліпідозу, що в подальшому може сприяти пневмосклеротичним змінам.

При введенні атенололу протягом першого місяця в дозі 2 мг/кг маси тіла в легенях щурів на світлооптичному та ультраструктурному рівні переважали дисциркуляторні зміни у вигляді нерівномірного повнокрів'я та агрегації еритроцитів, а також поверхневі дистрофічні зміни в паренхіматозно-стромальних елементах легень. Відмічалась активація лімфоїдної тканини, асоційованої з бронхами.

Проведені біохімічні дослідження та аналіз клітинного складу бронхоальвеолярного лаважу підтверджують морфологічні зміни в легенях після першого місяця експерименту. У щурів виявлено дозозалежне вірогідне зниження виходу розчину змивів БАЛ, що свідчить про підвищення судинної проникності в аерогематичному бар'єрі. При дозі пропранололу 2,5 мг/кг об'єм змиву зменшився в порівнянні з контролем до 80,6% (р<0,05), а при дозі 4 мг/кг - до 74,9% (р<0,01). При введенні атанололу в дозі 2мг/кг маси тіла об'єм змивів складав 98,9% (р<0,01). Розвиток фосфоліпідозу легенів підтверджується зростанням вмісту фосфоліпідів в гомогенатах легень: приріст їх в залежності від двох доз пропранололу відповідно складав через місяць досліду 19,8% та 31,7% від контролю. Відмічалось підвищення вмісту фосфоліпідів і в бронхоальвеолярній рідині. В групі тварин, що отримували атенолол фосфоліпіди складали в змивах - 97,9%, в гомогенатах - 87,1%.

При визначенні рівня ендотоксикозу, як показника метаболічного дисбалансу, виявлено підвищення вмісту в гомогенатах легень до 14,2% та 11,9% середньомолекулярних олігопептидів та в змивах БАЛ до 14,8% та 16,2% відповідно дозам пропранололу 2,5 та 4 мг/кг. В групі щурів, які отримували атенолол вміст середньомолекулярних олігопептідів також зростав на 11,5% в змивах, але знижувався в гомогенатах на 14,2%. Вміст малонового діальдегіду також зростав в групі пропранололу та залишався майже не змінним у щурів, яким вводили атенолол. Аналогічні зміни мали місце і для концентрації білку - в групі пропранололу рівень його зростав, а в серії з атенололом не змінювався.

Стан основної субстанції сполучної тканини легень також змінювався, що підтверджує порушення окисно-відновлювальних процесів та підвищену судинну проникливість на протязі цього терміну дослідження. Так у щурів, які отримували пропранолол відмічається збільшення вмісту в гомогенатах легень гексозамінів та глюкуронової кислоти в 1,4 та 1,5 рази та в 1,9 та 2 рази відповідно. В групі атенололу також відмічалось незначне збільшення глюкуронової кислоти в 1,1 рази, але вміст гексозамінів не змінювавася.

Вміст оксипроліну, як специфічного індикатору колагену зростав в групі пропранололу в 1,7 та в 2,6 рази відповідно дозам та залишався не змінним в серії атенололу.

При аналізі клітинного складу виявлено збільшення макрофагів у групі тварин, що отримували пропранолол в порівнянні з контролем. У щурів, що отримували атенолол кількість цих клітин не відрізнялась від контрольних показників.

В літературі немає свідчень про морфологічний перебіг пропранололового пошкодження легенів між початковою і пізньою стадіями, хоча в клінічному перебігу токсичного фіброзуючого альвеоліту Н.В.Путов і М.М.Илькович (1986) виділяють гостру, підгостру і хронічну форми. Е.А.Коган (1995) в своїх роботах також описує морфологію тільки ранньої і пізньої стадії фіброзуючого альвеоліту. Ми вважаємо доцільним притримуватись трьохстадійного розвитку патологічного процесу, тому що морфологічна картина в кожну із стадій має свої особливості і відрізняється від вище вказаних форм. Можливо, трьохстадійний перебіг токсичного фіброзуючого альвеоліту характерний тільки для пропранололового пошкодження, але стверджувати це ще передчасно. Крім того, виділення трьох стадій в морфологічному перебігу пропранололового фіброзуючого альвеоліту більш органічно відповідало б трьом клінічним стадіям.

За нашими даними, морфологічна картина підгострої стадії, яка розвивається протягом другого місяця експерименту, характеризується зміною альтеративно-ексудативної фази проліферативною, хоча ознаки альтерації і ексудації ще залишаються в легеневій тканині і спостерігаються поряд з проліферативними, але виражені в меншому ступеню. Для підгострого фіброзуючого альвеоліту характерно збільшення інфільтрації легеневої тканини альвеолярними макрофагами, лімфоцитами, плазматичними клітинами, лаброцитами, фібробластами і макрофагами з "пінявою" цитоплазмою.

Звертає на себе увагу підсилення лімфогістіоцитарної інфільтрації навколо судин замикаючого типу, гіперплазія лімфоїдної тканини навколо бронхів. Цей факт може свідчити про залучення до патологічного процесу імунної системи. Можливо, прпранололол має властивості гаптену, а з іншого боку - ушкоджені тканини можуть виступати в ролі аутоантигенів, особливо це може стосуватись стінок судин та бронхів. Збільшення площі вогнищ дистелектазів і поява вогнищ ателектазів підсилює гіпоксію легеневої тканини, сприяє активації функції фібробластів у вигляді підсилення синтезу сполучнотканинних елементів. При підгострому перебігу пропранололового фіброзуючого альвеоліту поряд зі зростанням лімфомакрофагальної інфільтрації спостерігались явища руйнування стінок судин і бронхів лімфоцитами та макрофагами, в тому числі і макрофагами з "пінявою" цитоплазмою. В окремих випадках проліферація бронхасоційованої лімфоїдної тканини призводила до деструкції стінки бронхів.

В цей термін дослідження спостерігались яскраві гістохімічні реакції, які підтверджують виявлені морфологічні зміни. Так, при забарвленні суданом чорним добре виявляються суданофільні макрофаги, які характеризуються збільшеним вмістом фосфоліпідів. Окремі макрофаги містять велику кількість заліза, що документується позитивно реакцією Перлса. В стінках альвеол та в ділянках дис- та ателектазів спостерігається новоутворення аргірофільних волокон, які добре визначаються при імпрегнації препаратів азотнокислим сріблом по Футу. При забарвленні препаратів толуїдиновим синім в зонах перибронхіального та периваскулярного склерозу визначалась помірна реакція метахромазії, що свідчить про накопичення в цих місцях глікозаміногліканів. В багатьох ділянках відмічається збільшення кількості аргірофільних та колагенових волокон, останні при імпрегнації препаратів сріблом по Гоморі забарвлюються в коричневий колір, а при забарвленні по ван Гізон в рожевий. В місцях проліферації юних фібробластів визначалась ШИК-позитивна реакція. Центральна роль у формуванні пневмосклерозу належить альвеолярним макрофагам. Вони пошкоджують альвеолярні перегородки шляхом виділення активних форм кисню, протеаз, фактору некрозу пухлин, а також сприяють прогресуванню склеротичних явищ, синтезуючи фактори росту та онкобілки (Ю.Г. Алексеевских и соавт., 1991; Е.А. Коган и соавт.,1995; Е.А. Лукина,1996; Р.А. Шукурова, 1992).

В групі щурів, які отримували атенолол при світлооптичному та елктронно-мікроскопічному дослідженні визначались розлади мікроциркуляції у вигляді повнокрів'я та стазів еритроцитів і розвивались дистрофічні зміни переважно бронхіальної системи, але значно меншої інтенсивності в порівнянні з групою пропранололу.

Біохімічні дослідження за цей термін досліду вказують на подальше зниження об'ємів змивів бронхоальвеолярного лаважу, більш значне при використанні пропранололу в дозі 4 мг/кг, що пояснюється підвищеною судинною проникністю і віддзеркалюється набряком міжальвеолярних перегородок.

Вміст фосфоліпідів в гомогенатах легень зростає в 1,3 рази в групі пропранололу та не змінюється у щурів, які отримували атенолол. Тобто спостерігається прогресування фосфоліпідозу легеневої тканини. Зростав і рівень ендотоксикозу, обумовлений руйнуванням легеневих структур: кількість середньомолекулярних олігопептидів в гомогенатах збільшувалась відповідно дозам пропранололу на 18,6% та 36,6% (2,5 та 4мг/кг), а в бронхоальвеолярній рідині в 1,4 та 2,1 рази. Рівень малонового діальдегіду при дозі пропранололу 2,5 мг/кг в змивах та гомогенатах легень також компенсаторно зростає в порівнянні з такими контрольної групи. Кількість білку в змивах бронхоальвеолярного лаважу і гомогенатах легень зростала, що свідчить про прогресування деструктивних змін в легенях.

Рівень гексозамінів, глюкуронової кислоти та оксипроліну збільшується в групі пропранололу, що вказує на прогресування процесу та інтенсивне фібрилоутворення. У щурів, які отримували атенолол рівень гексозамінів та оксипроліну не змінюється, а рівень глюкуронової кислоти дещо підвищується на 11,5% (р0,01).

В клітинному складі бронхоальвеолярних змивів кількість альвеолярних макрофагів залишається високою в групі пропранололу, що вказує на активацію компенсаторних процесів та залишається незмінною в серії атенололу.

Третя стадія розвитку пропранололового пошкодження легенів характеризується розвитком фібропластичних змін в легенях з витоком в пневмосклероз. При макроскопічному дослідженні легені мали щільну консистенцію, значно зменшену повітряність та еластичність. Мікроскопічно спостерігалось порушення гістоархітектоніки легенів, інколи таку змінену патологічним процесом тканину важко навіть назвати легеневою. В паренхімі переважали вогнища дис- та ателектазів, які інфільтровані в більшості лімфоцитами, фібробластами, в меншій мірі макрофагами та тканинними базофілами. Виражений периваскулярний та перибронхіальний склероз. В інших ділянках виявляється різке потовщення міжальвеолярних перегородок за рахунок клітинної інфільтрації та розростання волокон сполучної тканини.

Ультраструктурні зміни легень в цей період дослідження характеризувалися переважно дистрофічно-деструктивними змінами субмікроскопічних структур аерогематичного бар'єру, а також активацією фібропластичних реакцій інтерстиціальної тканини. В деяких ендотеліальних клітинах спостерігалась балонна дистрофія та явища клазматозу. Пневмоцити II типу вогнищево десквамовані. Переважна більшість цих клітин розташована на потовщеній базальній мембрані. Цитоплазма пневмоцитів II типу утворює невеликі вирости. В цитоплазмі збережених пневмоцитів спостерігаються вакуолі, які місцями зливаються між собою. Осміофільні пластинчасті тільця з порушеною структурою. В переважній більшості вони гомогенізовані. У них відсутні щільні центри та порушена мембранна структура. Як правило такі пневмоцити локалізувались у вогнищах дистелектазів. Ядра пневмоцитів II типу з нерівномірним накопиченням хроматину та перинуклеарним набряком. Мітохондрії округлої форми, матрикс просвітлений, кристи вкорочені, фрагментовані.

В деяких ділянках відмічається деструкція пневмоцитів ІІ типу. При цьому переважають явища плазмолізу. Інколи на місці клітин аерогематичного бар’єру формуються балонні структури. Пневмоцити I типу щільно прилягають до базальної мембрани. Цитоплазма їх з багаточисельними виростами. В цитоплазмі відмічається посилений мікропіноцитоз. Органели набухші. Мітохондрії збільшені в розмірах, матрикс їх розпушений. Цистерни ендоплазматичної сітки розширені. Вогнищево на поверхні пневмоцитів локалізуються мембранні структури.

Просвіти альвеол деформовані і виповнені активованими альвеолярними фагоцитами, еритроцитами та мембранними структурами. Еритроцити зміненої конфігурації. Оболонка еритроцита розпушена. В еритроцитах виявляються ділянки наскрізного дефекту. Останні мають округлу або видовжену форму з чіткими краями. Такі деструктивні зміни в еритроцитах можуть виникати при дії різних хімічних факторів, в тому числі і під впливом пропранололу.

Поряд з вираженими дистрофічно-деструктивними процесами, які переважають на даному терміну введення пропранололу, мають місце і компенсаторно-пристосувальні процеси. Відмічається інтенсивне розмноження пневмоцитів II типу, які відновлюють зруйнований епітеліальний покров стінки альвеоли. Крім того зустрічаються гіпертрофовані форми пневмоцитів II типу. В пневмоцитах ІІ типу, макрофагах - спостерігаються явища фосфоліпідозу. Альвеолярні макрофаги утворюють багаточисельні вирости. Особливістю ультраструктурної будови цих клітин є велика кількість лізосом в цитоплазмі. Також в цитоплазмі спостерігаються різної форми та розмірів вакуолі. Як правило, в них виявляються різної щільності мієліноподібні осміофільні структури. Останні мають вигляд концентрично розташованих мембран з гомогенним центром.

В розширених септальних просторах та вогнищево потовщеному інтерстицію відмічається колагеноутворення, подекуди колагенові волокна утворюють пучки. З’являються фібробласти з великими ліпідними включеннями неправильної форми. В міжальвеолярній перегородці зростає кількість фібробластів з посиленим колагеноутворенням, що змінює мікрооточення та погіршує умови життєдіяльності альвеолоцитів.

Морфологічні зміни при пропранололовому пошкодженні легеневої тканини після трьох місяців експерименту адекватно підтверджуються біохімічними дослідами. Обсяг рідини бронхоальвеолярного лаважу за цей час значно зменшувався: при використанні дози пропранололу 2,5 мг/кг він складав 68,2% (p<0,05), а 4 мг/кг - лише 58,1% (p<0,01) від рівня контролю. Для атенололу - 98,5%. Вміст фосфоліпідів в гомогенатах легень збільшувався в 1,35 (доза пропранололу 2,5 мг/кг, p<0,05) та 1,39 рази (доза пропранололоу 4 мг/кг, p<0,05) відносно контролю, що яскраво свідчить про прогресування фосфоліпідозу. При застосуванні атенололу вміст фосфоліпідів не змінювався. Рівень середньомолекулярних олігопептидів після трьох місяців в гомогенатах значно знижувався і складав 61% (доза пропранололу - 4 мг/кг) від рівня контролю, що корелює з морфологічними даними, а саме значною відсутністю активної легеневої тканини в умовах розвитку пневмосклерозу. В рідині бронхоальвеолярного лаважу рівень олігопептидів в цей термін перевищував контроль в 2,2 рази. Рівень малонового діальдегіду, особливо при дозі пропранололу 4мг/кг, також знижувався в гомогенатах легень, що може свідчити про зникнення компенсаторних механізмів захисту легень. Збільшення концентрації білку в змивах БАЛ і підвищення його кількості в гомогенатах віддзеркалює великий ступінь деструкції легеневої тканини.

Рівень гексозамінів у групі щурів, які отримували пропранолол залишався на попередніх цифрах, а кількість глюкуронової кислоти та оксипроліну зростала, досягаючи найбільших показників, які перевищували контрольні дані більш ніж в 2 рази, що також свідчить про прогресування легенового фіброзу.

У щурів, якім вводили атенолол рівень гексозамінів та оксипроліну не змінювався.

При аналізі клітинного складу БАЛ виявлено різке зниження кількості макрофагів та виражений лімфоцитоз в групі щурів, які отримували пропранолол, що свідчить про прогресування запального процесу. У тварин, які отримували атенолол ці показники не відрізнялися від таких у групи контролю.

Дані літературних джерел свідчать про те, що пропранолол здатний пошкоджувати не тількі легеневу тканину, але й інші органи - нервову систему, судини, шкіру, оболонки ока, шлунково-кишковий тракт. Нами було вивчено вплив пропранололу на серце, печінку, нирки, селезінку. Найбільш значні зміни спостерігались в міокарді та печінці. Зміни в міокарді характеризувались дистрофією міокардіоцитів та набряком строми. Відмічались явища контрактурної дегенерації м'язових волокон. Kerns W. еt. al. (1995), пов'язують кардіотоксичність пропранололу з екстрацелюлярним збільшенням Na+ та розвитком гіперполяризації.

В печінці при світлооптичному дослідженні спостерігались дисциркуляторні зміни та розвивалась зерниста та жирова дистрофія гепатоцитів. При електронно-мікроскопічному - розширення цистерн гладкої ендоплазматичної сітки та наявність ліпідних включень в цитоплазмі, що свідчить про порушенння метаболічних процесів в печінці завдяки дисфункції мікросомальної ензимоксидуючої системи.

При тривалому застосуванні атенололу найбільш яскраві зміни відмічалися в нирках, де розвивався тубуло-інтерстиціальний нефрит (лімфогістіоцитарний варіант).

На нашу думку переважне враження печінки пропранололом пов’язано з ліпофільністю препарату та біотрансформацією його в цьому органі. А гідрофільні властивості атенололу обумовлюють переважно нефротоксичну дію цього препарату нирками.

В основі розвитку пропранололового фіброзуючого альвеоліту лежить порушення взаємодії між фібробластами та альвеолярними фагоцитами, які відповідають за рівень продукції та резорбції колагену. Регулює цей процес аденілатциклазна система. Під впливом агоністів бета-адренорецепторів підвищується рівень внутрішньоклітинного цАМФ, що пригнічує продукцію тропоколагену фібробластами. В той же час антагоністи бета-адренорецепторів ліквідують пригнічення проліферації колагену завдяки блокуванню цАМФ. В експерименті на мишах було показано, що призначення пропранололу приводить до збільшення загального колагену в легенях (R.E. Howell, P.N. Lanken, 1992; R. C. Lindenshmidt, H. P.Witschi., 1985). Автори вважають, що під впливом препарату фібробласти залучені в нормальний регенераторний процес втрачають функцію регулюючого контролю продукції колагену, що приводить до надлишкового утворення колагену (R. C. Lindenshmidt, H. P.Witschi., 1985). Найбільш інтенсивно пневмотропний ефект виражений у ліпофільних бета-адреноблокаторів, поскількі останні надмірно накопичуються в легенях (В.И. Метелица, 1996; Н. Foth, 1995). За даними ряду авторів ліпофільні бета-адреноблокатори легко проникають крізь клітинні мембрани і накопичуються в ендотелію капілярів та пневмоцитах I та II типу. Це призводить до ураження мембранних структур, руйновання лізосомальних мембран альвеолоцитів II типу та альвеолярних фагоцитів, що може розцінюватися як пусковий етап фіброзуючого альвеоліту (A. Burkhardt, 1989; D.M. Smith, S.K. Smith, 1988), що співпадає з нашими дослідженнями. В подальшому виникає активація перекисного окислення ліпідів, що призводить до виникнення фосфоліпідозу легень.

В морфогенезі захворювання в залежності від строку введення пропранололу спостерігається декілька закономірних послідовних стадій. Після першого місяця експерименту в легенях розвивалися порушення мікроциркуляції з підвищенням проникливості стінок судин, некро-дистрофічними змінами в паренхіматозно-стромальних елементах міжальвеолярних перегородок, що можна кваліфікувати як гострий токсичний альвеоліт. Після другого місяця дослідження в легеневій тканині переважали процеси проліферації та клітинної інфільтрації, а явища ексудації зменшувалися. Такий перебіг патологічного процесу може відповідати підгострому продуктивному альвеоліту. Після третього місяця експерименту в легенях щурів розвивались проліферативні і фібропластичні зміни, що можна розцінити як фіброзуючий альвеоліт з витоком в пневмосклероз.

Отримані дані довели адекватність експериментальної моделі фіброзуючого альвеоліту не тільки на морфологічному рівні, але й на біохімічному. Вдалось визначити основні метаболічні ознаки цієї патології - це розвиток фосфоліпідозу. Біохімічні параметри підтверджують морфологічні дані, це свідчить про те, що тривале прогресуюче пошкодження підпорядковано закономірностям стресової адаптації і відрізняється на різних стадіях процесу. На ранніх етапах, на рівні першого - другого місяців дослідів, має місце деяке розбалансування метаболізму, в цей період максимальний вміст в тканинах легень середньомолекулярних олігопептидів може відображати активацію протеолізу, так як відомо, що середні молекули під впливом цього універсального механізму пошкодження, накопичуються як уламки більш крупних білкових молекул.

Підвищений вміст малонового альдегіду в бронхоальвеолярних змивах в групі пропранолола протягом всього терміну дослідження та перші два місяця в гомогенатах легень свідчить про те, що запальний процес супроводжується ініціацією вільнорадикальних реакцій бронхоальвеолярного вмісту. Виведення середньомолекулярних олігопептидів на поверхню аерогематичного бар'єру ще збережено і несе в собі елементи компенсаторної детоксикації, особливо при дозі пропранололу 2,5 мг/кг. Подібна компенсація підтверджується і за показниками вмісту іншого токсичного метаболіту - малонового діальдегіду - в змивах БАЛ.

До третього місяця експерименту ця метаболічна компенсація виснажується: біохімічні параметри середньомолекулярних олігопептидів в тканинах знижуються. Однак продовжується накопичення фосфоліпідів та продуктів перекисного окислення ліпідів в тканинах легень. Для цього періоду найбільш характерні зворотні тенденції між рівнями біосубстратів в гомогенатах легень та змивах БАЛ: при підвищеній проникності аерогематичного бар'єру ці продукти ніби "провалюються" в тканини під час процедури лаважу, тому типовим є значне зниження об'ємів змивів в цей термін. Цей період співпадає з максимально незворотними морфологічними змінами у легенях.

Збільшення концентрації загального вмісту білка на першому місяці введення пропранололу на нашу думку пов'язано з підсиленням дифузії білків плазми крові, на другому місяці - з інтенсивним синтезом білку ламелярними тільцями пневмоцитів II типу, деструктивними змінами та можливо накопиченням імуноглобулінів, на третьому місяці з підвищеною продукцією оксипроліну сполучнотканинними клітинами.

Підвищення рівня гексозамінів та глюкуронової кислоти свідчить про порушення окисно-відновлювальних процесів в легеневій тканині, а підсилений синтез оксипроліну фібробластами на цьому фоні підтверджує інтенсивний розвиток легеневого фіброзу.

Аналіз клітинного складу бронхоальвеолярного лаважу та елетронно-мікроскопічне дослідження дозволяють виявити різну функціональну активність клітинних елементів в різних стадіях захворювання, а також стан паренхіматозних елементів легень, що важливо при уточненні стадії хвороби та прогнозу по відношенню до ефективності лікування. Таким чином, бронхоальвеолярний лаваж може бути одним із діагностичних критеріїв стадійності патологічного процесу.

Заключний аналіз морфологічних, гістохімічних та біохімічних досліджень показав, що тривале введення бета-адреноблокаторів призводить до розвитку патологічних змін, які виявляються головним чином в легенях при застосуванні пропранололу та в нирках при використанні атенололу, що залежить на нашу думку від фармакокінетичних властивостей вивчаємих препаратів.

Основні морфогенетичні ланки розвитку пропранололового фіброзуючого альвеоліту складні та різноманітні. Слід відмітити множинність реалізуючих механізмів, але основним на нашу думку, слід вважати розвиток адренергічного дисбалансу, який призводить до порушення регулюючого контролю аденілатциклазної системи з подальшим розбалансуванням кооперативної клітинної взаємодії між альвеолярними макрофагами, лімфоцитами та фібробластами.

ВИСНОВКИ

1.

2.

3.

4.

а) гострий альвеоліт - виникає після першого місяця введення пропранололу і характеризується дисциркуляторними розладами в мікроциркуляторному руслі міжальвеолярних перегородок та некродистрофічними змінами альвеолоцитів I та II типу, ендотеліальних клітин та подальшим залученням в патологічний процес паренхіматозно-стромальних елементів аерогематичного бар’єру.

б) підгострий альвеоліт - виникає після 60 діб введення препарату та характеризується розвитком дистрофічно-деструктивних змін в паренхіматозно-стромальних елементах аерогематичного бар’єру, інфільтрацією міжальвеолярних перегородок лімфоцитами і макрофагами з активацією фібробластів.

в) фіброзуючий альвеоліт з витоком в пневмосклероз виникає після третього місяця введення пропранололу та характеризується перевагою фібропластичних реакцій з порушенням гістоархитектоники легень.

5.

6.

7.

8.

СПИСОК ОСНОВНИХ ПУБЛІКАЦІЙ ПО ТЕМІ ДИСЕРТАЦІЇ

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

АНОТАЦІЯ

Вернигородський С.В. Морофогенез фіброзуючого альвеоліту при тривалому застосуванні бета-адреноблокаторів.– Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук за спеціальністю 14.03.02 - патологічна анатомія. Національний медичний університет ім. О.О. Богомольця, Київ, 2001 р.

Дисертація присвячена актуальній проблемі пульмонології - вивченню морфогенезу фіброзуючого альвеоліту при тривалому застосуванні бета адреноблокаторів. На основі вивчення морфогенезу пропранололового фіброзуючого альвеоліту доказано, що патологічний процес має певну динаміку, завдяки чому виявлена стадійність дослідженої патології. Пропранололовий фіброзуючий альвеоліт розвивається в три стадії: гострий альвеоліт, продуктивний альвеоліт, фіброзуючий альвеоліт. Пусковим механізмом розвитку альвеоліту є пошкодження судин мікроциркуляторного русла, пневмоцитів II типу та альвеолярних макрофагів. Дослідження клітинного складу бронхоальвеолярного лаважу може слугувати діагностичним тестом для визначення стадійності процесу. Морфологічні зміни достовірно підтверджуються біохімічними показниками. Атенолол при тривалому введенні не викликає розвитку фіброзуючого альвеоліту. Матеріали роботи впроваджені в навчальний процес кафедр медичного університету і практику обласного патологоанатомічного бюро.

Ключові слова: морфогенез, бета-адреноблокатори, фіброзуючий альвеоліт.

АННОТАЦИЯ

Вернигородский С.В. Морофогенез фиброзирующего альвеолита при длительном применении бета-адреноблокаторов.– Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук по специальности 14.03.02 — патологическая анатомия. Национальный медицинский университет им. А.А. Богомольца, Киев, 2001 г.

Диссертация посвящена актуальной проблеме пульмонологии — изучению морфогенеза фиброзирующего альвеолита при длительном применении бета-адреноблокаторов. Работа выполненна на 192 неимбредных крысах. Фиброзирующий альвеолит индуцировали путем внутрижелудочного введения прпранолола вдозах 2,5 и 4 мг/кг массы тела.

В работе использованы современные методы исследования: общегистологические, гистохимические, цитологические, биохимические морфометрические и ультраструктурные.

На основе проведенного нами исследования обнаружены морфофункциональные особенности воспалительных и дистрофических процессов в зависимости от наличия липофильности и гидрофильности препаратов. На основе ультраструктурного, гистохимического, цитологического анализа раскрыты морфофункциональные особенности эффекторных клеток в динамике развития альвеолита. Показано, что пропранолол как липофильный бета-адреноблокатор легко проникает сквозь клеточные мембраны и накапливается в эндотелии капилляров и пневмоцитах I и II типов. Это приводит к повреждению мембранных структур, разрушению лизосомальных мембран альвеолоцитов II типа и альвеолярных макрофагов, что может расцениваться