Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Современные представления о качественных показателях костной ткани (обзор литературы) 10
1.1. Общие представления о качественных показателях костной ткани, клинические и морфологические представления 10
1.2. Клинико-морфологические изменения качественных показателей костной ткани в различные возрастные периоды 16
1.3. Диагностическая ценность качественных показателей костной ткани при дисплазии соединительной ткани 21
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования 30
ГЛАВА 3. Разработка критериев диагностики дисплазии соединительной ткани в плотных тканях организма
3.1. Макродиапазон диагностики дисплазии соединительной ткани
3.1.1. Общая характеристика секционных наблюдений с ДСТ 44
3.1.2. Анатомические особенности кости улиц с ДСТ 55
3.2. Микродиапазон диагностики дисплазии соединительной ткани 67
3.3. Нано диапазон диагностики дисплазии соединительной ткани (Качественная характеристика костной ткани у лиц с ДСТ при атомно силовой микроскопии) 81
3.4. Пути интеграции диапазонов диагностики дисплазии соединительной ткани 92
Заключение 99
Выводы 107
Практические рекомендации 109
Список сокращений и условных обозначений 110
Список литературы
- Клинико-морфологические изменения качественных показателей костной ткани в различные возрастные периоды
- Диагностическая ценность качественных показателей костной ткани при дисплазии соединительной ткани
- Анатомические особенности кости улиц с ДСТ
- Пути интеграции диапазонов диагностики дисплазии соединительной ткани
Введение к работе
Актуальность проблемы. Дисплазия соединительной ткани (ДСТ)
представляет собой состояние, диагностика и лечение которого уже
достаточно хорошо известны в сфере клинических наук. Однако
патологоанатомические исследования до сегодняшнего дня лишь
сопровождали определенные клинические наблюдения и были лишены
комплексности. Диагностические критерии ДСТ к сегодняшнему дню
оказались во многом неразработанными применительно к
патоморфологической диагностике, как на секционном, так и на биопсийном
уровне. В основе морфологической диагностики ДСТ лежит
макроскопический и макроморфометрический метод, патогистологические же критерии часто оказываются неспецифическими. Корреляции между морфологическими проявлениями остеопороза и рентгенологическими критериями также малоисследованны. Характеристики органического и минерального матрикса кости при ДСТ, к настоящему времени, практически исследованы очень мало. В большей степени к костным образованиям при дисплазии соединительной ткани в клинике применялся рентгенологический метод, однако и он в большинстве работ не содержал денситометрического компонента, то есть количественной составляющей. Исходя из этого, мы сочли возможным применить к исследованию костной ткани, помимо рентгенологического и классического патоморфологического исследования, исследование органического и минерального матрикса плотных тканей организма в 3-D-формате с помощь атомно-силовой микроскопии, относящейся к категории нанотехнологий для выявления критериев морфологической диагностики ДСТ.
Степень разработанности темы исследования. На сегодняшний день
имеется большое количество работ, посвященных клинике, клинической
диагностике и реабилитации и профилактики тех или иных проявлений
дисплазии соединительной ткани(Т.И. Кадурина, 2009). Имеются сведения о
генетической детерминированности ДСТ (В.М. Яковлев, 2004, Г.И. Нечаева,
2001). Имеются отдельные сведения о взаимодействиях типа генотип –
фенотип. Однако исследования в основном были связаны с поиском
эффективных методов профилактики неблагоприятных клинических
наблюдений, а также профилактики ранней и внезапной смерти. Аспекты
патологии плотных тканей организма, изменения в которых влекут за собой
изменения в абрисе тела, который в конечном итоге является одним из
основных диагностических критериев ДСТ, были исследованы чисто внешне.
На сегодняшний день имеются единичные работы (Т.К. Осипенкова-
Вичтомова, 2000), где просматриваются корреляции между
макроскопической патологией костей и ее проявлениями, выявляемыми при
световой микроскопии. Имеются единичные работы, посвященные
отдельным костным образованиям при ДСТ (ребра, реберные хрящи, нижняя
челюсть). К сегодняшнему дню отсутствуют конкретные указания на макро-
и микроскопические морфологические критерии, которые бы представляли
собой абсолютные критерии диагностики дисплазии соединительной ткани. В
литературе практически отсутствуют данные о характеристике коллагеновых
волокон при дисплазии соединительной ткани, а также о взаимоотношениях
между органическим и минеральным матриксом костей. Имеются лишь
единичные исследования, где морфологические исследования, проведенные
на паноптическом уровне, сопоставлены с рентгенологическими
исследованиями.
Таким образом, проблема разработки критериев морфологической диагностики ДСТ остается слабо разрешенной и базирующейся на данных клинического осмотра. Исходя из этого, применение новых морфологических методов позволит решить проблему поиска критериев морфологической диагностики дисплазии соединительной ткани
Цель исследования: улучшение и уточнение патологоанатомической диагностики дисплазии соединительной ткани.
Задачи исследования:
-
Определить качественные характеристики плоских и трубчатых костей на модели нижней челюсти и бедренной кости при дисплазии соединительной ткани.
-
Выявить морфологические особенности кости при дисплазии соединительной ткани с измененными качественными характеристиками (остеопения, остеопороз, гиперостоз и т.д.).
-
Установить клинико-анатомические параллели между рентгенологическими (денситометрия) и патоморфологическими критериями (патогистология и атомно-силовая микроскопия) качества костной ткани.
-
Разработать диагностические критерии дисплазии соединительной ткани с использованием макро-, микро- и нанодиапазонов исследования костной ткани.
-
Разработать рекомендации по применению макро-, микро- и нанодиапазонов исследования костной ткани в диагностике дисплазии соединительной ткани
Научная новизна:
В работе впервые предложен комплекс показателей, определяющих качество костной ткани, для диагностики дисплазии соединительной ткани и возможного контроля его лечения.
В работе впервые предложена диагностика дисплазии соединительной ткани в трех диапазонах: макроскопическом, микроскопическом и нанодиапазоне. Использование такого комплекса методов позволяет осуществлять точную, а не вероятностную диагностику дисплазии соединительной ткани.
Применение этого комплекса в патологической анатомии позволит более четко оценивать костную ткань при системной патологии.
Теоретическая и практическая значимость. Полученные в работе сведения о качественных показателях костной ткани при системной патологии соединительной ткани позволяют использовать их как основной диагностический маркер дисплазии соединительной ткани, а также один из критериев эффективности лечения дисплазии соединительной ткани.
Примененный в работе метод атомно-силовой микроскопии может
использоваться, как в секционной, так и биопсийной диагностике дисплазии
соединительной ткани, используя ранее не применявшиеся в
морфологической диагностике этого состояния критерии, полученные на основе 3D-характеристик коллагенового волокна и кристаллов минерального матрикса кости.
Методология и методы исследования. Диссертационная работа
представляет собой прикладное научное исследование, решающее проблему
оптимизации и поиска критериев морфологической диагностики дисплазии
соединительной ткани. Объект исследования: плотные ткани погибших с
проявлениями дисплазии соединительной ткани. Предмет исследования:
характеристика плоских и трубчатых костей при дисплазии соединительной
ткани на уровне макроскопического описания и макроморфометрии,
патогистологическое исследование костной ткани с целью поиска
гистологических критериев ДСТ и атомно-силовая микроскопия с целью
поиска диагностических критериев во взаимоотношениях органического и
минерального матрикса в костной ткани. Гипотеза исследования: в ходе
дисморфогенеза плотных тканей организма происходит снижение
количественных характеристик минерального матрикса костей вследствие
изменений отношений коллагеновых волокон, а также изменений самих
волокон в ходе ремоделирования, в связи с чем постепенно развивается
остеопороз, остеопения. В исследовании использовались общие методы
эмпирического исследования (наблюдение, описание, измерение, сравнение),
специальные методы (наномикроскопия), математические методы
(статистические).
Исследование проводилось на базе БУЗОО «Бюро судебно-
медицинских экспертиз», методы исследования включали
общеморфологические, макроморфометрические, патогистологические.
Ультраструктурное строение изучалось на базе Омского государственного университета им. Ф.М. Достоевского, кафедры «Прикладной и медицинской физики», с использованием сканирующего зондового микроскопа SolverPro (NT – MPT, Россия).
Статистические методы включали в себя процедуры описательной
статистики, аналитической статистики: параметрической и
непараметрической статистики, корреляционный анализ, анализ таблиц
сопряженности (точный критерий Фишера, Хи-квадрат), оценка
информативности (метод Кулбака, исследование специфичности и
чувствительности методов исследования). Статистическая обработка
материалов осуществлялась с использованием программных пакетов анализа Microsoft Excel, Statistica 10,0 (StatSoftInc., США).
Автором самостоятельно были проведены следующие этапы
исследования: тщательный анализ отечественной и зарубежной литературы по теме диссертации, определены цель и задачи диссертационного исследования, был самостоятельно осуществлен забор исследуемого материала, проведена оценка исследуемого материала, применены все указанные методы исследования, статистический анализ результатов. Все исследования проведены лично автором на основании разработанной автором программы исследований.
Автором проведена вся аналитическая работа по сортировке и анализу материала, его статистическая обработка. На основании проведенной работы автор сделал выводы и разработал практические рекомендации. Автором написаны все главы диссертации, включая результаты собственных исследований, их обсуждение, заключение, сформулированы выводы и положения, выносимые на защиту.
Положения, выносимые на защиту:
-
Критерием диагностики дисплазии соединительной ткани является резкое снижение качественных показателей костной ткани плоских и трубчатых костей до уровня остеопении, выраженного остеопороза, которые влекут за собой дальнейшее нарушение свойств костной ткани, как опорной структуры организма (снижение прочности, усиление хрупкости, увеличение пластичности).
-
Эквивалентом повышения рентгеновской прозрачности кости является изменение морфологической структуры костной ткани (изменение остеонов, остеоцитов и т.д.). При этом стабильными показателями, коррелирующими с внешними и гистологическими признаками дисплазии соединительной ткани, является структура костных пластинок и
органического матрикса, которая имеет стабильный, отличающийся от средних цифр характер (отступление от правильной прямоугольной формы костных кристаллов, уменьшение размеров костных кристаллов, увеличение длины и уменьшение поперечника коллагеновых волокон), что может быть использовано для диагностики и контроля лечения.
Степень достоверности и апробация результатов.
Достоверность результатов определяется достаточным объемом и корректным формированием изучаемых выборок, применением принципов, технологий и методов доказательной медицины, высокой информативностью современных методов обследования, адекватностью математических методов обработки данных поставленным задачам. Сформулированные выводы и практические рекомендации аргументированы и логически вытекают из результатов исследования.
Материалы диссертации представлены на VII международной научно-практической конференция «Achievement of school - 2011» (София 2011г.), Межрегиональной научно-практической конференции с международным участием, посвященной 75-летию судебно-медицинской службы Кировской области (Киров, 2010г.), IV Международной научной конференции молодых ученых медиков (Курс, 2010г.), Всероссийской научно-практической конференции (Москва, 2009г.), а так же на совместном заседании сотрудников кафедр внутренних болезней и семейной медицины ПДО, внутренних болезней и поликлинической терапии, патологической анатомиии кафедры судебной медицины с курсом правоведения. Результаты исследования используются в учебном процессе кафедр терапевтического профиля ОмГМУ, в том числе последипломного образования, патологической анатомии, судебной медицины и используются в лекционном курсе соответствующих кафедр. Материалы и рекомендации по диагностике ДСТ внедрены в практику работы патологоанатомического отделения МСЧ № 11 и БУЗОО БСМЭ.
Клинико-морфологические изменения качественных показателей костной ткани в различные возрастные периоды
В структуре наследственных заболеваний группа болезней, связанных с патологией соединительной ткани, занимает одно из ведущих мест. Все наследственные заболевания соединительной ткани в настоящее время принято подразделять на две подгруппы [145-147].
Говоря о наследственных заболеваниях соединительной ткани, исследователи [61, 66, 69, 70-71, 75, 147, 163] чаще всего имеют в виду группу болезней, связанных с нарушением биосинтеза или деградации волокнистых структур соединительной ткани. Эту группу принято обозначать термином «дисплазии соединительной ткани» (ДСТ) [32-33, 91, 145]. Имеющиеся в литературе данные позволяют считать дисплазию соединительной ткани (ДСТ) (dis - нарушение, plasio - развитие, образование) нарушением развития СТ в эмбриональном и постнатальном периодах вследствие генетически измененного фибриллогенеза, внеклеточного матрикса, приводящее к расстройству гомеостаза на тканевом, органном и организменном уровнях в виде различных морфо функциональных нарушений висцеральных и локомоторных органов с прогредиентным течением [15-16, 31]. ДСТ не является нозологической единицей, а представляет собой генетически обусловленный системный прогредиентныи процесс, который служит основой наследственной патологии. При этом, большая часть симптомов так или иначе относящихся к ДСТ связано с изменениями плотных тканей: плоские и трубчатые кости, гиалиновый хрящ, плотная оформленная соединительная ткань. Принципиально именно эти тканевые образования, формирующие те или иные анатомические элементы организма, оказываются так или иначе измененными в ходе диспластического процесса [29, 30]. С момента введения в обиход понятия «дисплазия соединительной ткани» ее диагностика базируется на нарушении абриса тела, практически это измененная органотипия костных и хрящевых образований. Как правило, исследователи не рассматривали морфогенез тех или иных образований в связи с тем, что сведения о динамике тканевых образований при ДСТ отсутствовали [58, 101-103].
Под групповым понятием ДСТ объединяются различные по клинической характеристике генетические заболевания (синдром Марфана, синдром Элерса-Данло, несовершенный остеогенез). Необходимо отметить, что признаки ДСТ встречаются при некоторых хромосомных болезнях (синдром Дауна, Шерешевского-Тернера, Клайнфелтера) [90]. В группу ДСТ относятся не только первичные наследственные болезни соединительной ткани, но и так называемые недифференцированные болезни (MASS-фенотип) [69-70, 145]. В эту группу принято также включать врожденные деформации грудной клетки, позвоночника, варикозное расширение вен и многие другие [3, 11, 13-14, 40, 129].
Дисплазии соединительной ткани на сегодняшний день привлекают внимание специалистов различных медицинских отраслей. Это связано как с большой популяционной распространенностью самой ДСТ, так и с частой выявляемостью ее признаков уже в детском и юношеском возрасте [61, 65, 128-129, 134, 137, 169, 181, 183, 187-188, 190].
Установлено, что повреждение I типа коллагена отмечается как при выраженных клинических проявлениях ДСТ (синдром Марфана, синдром Элерса-Данлоса, несовершенный остеогенез), так и при недифференцированных вариантах наследственных заболеваний соединительной ткани [18, 30, 55, 71]. Учитывая, что I тип коллагена является главным компонентом коллагена в коже, артериях, костях, можно объяснить частичное совпадение фенотипических и органных проявлений при перечисленной патологии [123]. Повреждение коллагена I типа может захватывать экстрацеллюлярный матрикс в целом организме, что обусловливает полиморфность клинических и морфологических проявлений ДСТ [68, 145].
При ДСТ страдает и другой волокнистый компонент соединительной ткани - эластин. Его аномалии отмечены при синдроме Марфана с нормальным содержанием коллагена [35, 38-39, 91]. Повреждение эластиновых фибрилл описано при синдроме cutis laxa и Элерса-Данлоса [17, 147].
Аномалии структурных белков и белково-углеводных компексов соединительной ткани также могут являться причиной клинических и морфологических проявлений ДСТ. Так, при несовершенном остеогенезе было отмечено снижение остеонектина, протеогликанов, сиалопротеидов [71, 144]. Следствием дефекта в молекуле фибронектина, скрепляющего коллагеновые волокна с гликопротеинами, являются клинические проявления синдрома Элерса-Данлоса X типа [49, 52-53, 133, 217], аномальный фибронектин найден и при II типе этого синдрома [52] .
Биохимические исследования показали, что в основе таких "изолированных", "несиндромных" проявлений ДСТ как пролапс митрального клапана, гиперэластичность кожи, деформации грудной клетки и позвоночника, гипермобильность суставов лежат генетически обусловленные нарушения коллагена, эластина, фибронектина, протеогликанов [14, 21, 27, 30, 44, 46, 49, 52, 55, 64, 79-81, 85, 94]. Фибробласты миксоматозно измененного митрального клапана продуцируют дополнительный коллаген III типа [30], при этом также отмечена неполноценность V типа коллагена [169]. Как классический патоморфологический признак пролапса митрального клапана в литературе описывается кумуляция в миксоматозно измененных створках кислых гликозаминогликанов [30].
Кроме того, нарушение процессов фибриллогенеза может быть следствием дефекта различных ферментов, определяющих регенераторные потенции соединительной ткани.
Таким образом, в основе заболеваний, связанных с врожденной дисплазией соединительной ткани, лежит молекулярная патология, которая приводит к изменению структуры и функции соединительной ткани, реализующейся в чрезвычайной гетерогенности фенотипических и органных проявлений. Дисплазии соединительной ткани морфологически характеризуются изменениями коллагеновых, эластических фибрилл, гликопротеидов, протеогликанов и фибробластов. Структурные нарушения на уровне организации фибрилл могут изменить организацию матрикса и на других уровнях: волокон, пучка волокон, ткани в целом [12, 64, 133]. По-видимому, конкретный фенотип индивидуума, выраженность клинических проявлений ДСТ зависит от качества и количества генетического поражения составляющих соединительной ткани [113, 184]. Системность поражения при ДСТ во многом обусловлена всеобъемлющим распространением в организме самой соединительной ткани, составляющей строму всех органов, а характер поражения органов (кости, суставы, сочленения, связочный аппарат) обусловлен патологией их собственных паренхиматозно-стромальных взаимоотношений [35, 41, 68].
Диагностическая ценность качественных показателей костной ткани при дисплазии соединительной ткани
Рентгенологическое исследование включало в себя выполнение ортопантомограмм и проведение рентгенологического исследования трубчатых и плоских костей во всех секционных случаях, а также в клинической группе у пациентов при наличии строгих клинических показаний и с их согласия.
Все ортопантомографические исследования проводились на аппарате «Orthpralix-9200» с абсолютно идентичными настройками излучателя. Рентгенологическое исследование проводилось на базе МУЗ ГБ № 1 аппаратом Рум-20 (с усилителем рентгеновского излучения).
С помощью программы Kodak Dental Systems (Trophy) цифровое изображение подвергалось компьютерной обработке, определялась интенсивность и однородность изображения, что позволяло улучшить качество изображения и устранить техническую погрешность с последующим вычислительным анализом в программе. Изображения по разработанному нами стандартизированному протоколу анализировались в режимах: негативное изображение, цветовое раскрашивание и метод костной денситометрии с построением денситограмм в исследуемых «зонах интереса».
Анализ данных комплексного клинико-рентгенологического исследования 120 пациентов с воспалительно-деструктивными изменениями пародонта позволяет, на наш взгляд, более точно определиться в диагноз заболевания и провести скрининговую диагностику состояния пародонта на ранних стадиях заболевания, когда как таковая нозологическая форма отсутствует.
В исследовании проводилась денситометрическая оценка оптической плотности костной ткани в программе Kodak Dental Systems (Trophy). Структурной единицей изображения являлся пиксель, который соответствовал точке одного оттенка серого цвета. Изображение, называемое цифровой рентгенограммой имеет 256 уровней яркости (оттенков серого).
Определялась интенсивность и однородность изображения. Для этого выделялись «зоны интереса», соответствующие рентгенологическим контурам исследуемой области. Строилась гистограмма с определением плотности выделенных зон. Плотность выражалась в единицах шкалы серого цвета.
Если взять 256 листов прозрачной светло-серой плёнки и положить их друг на друга, то получится уже не прозрачная стопка, а практически чёрного цвета. Подобный принцип используется при получении цифрового изображения радиовизиографом и оценки оптической плотности костной ткани. Если фотонный поток беспрепятственно проходит от излучателя к приёмнику, то изображение на экране будет чёрным, т.е. плотность профиля исследования равна нулю, а изображение в данной точке содержит весь набор оттенков серого. Если же на пути потока встречается препятствие, которое не проницаемо для луча, то изображение будет белым, а плотность профиля 256 или будет варьировать от проницаемой способности по шкале градации [Д.В. Рогацкин Н.В. Гинали 2007г.]
Программа Kodak Dental Systems оснащена рядом дополнительных функций, которые были задействованы при настоящем исследовании. Был использован цветовой фильтр для лучшего рассмотрения костного рисунка и создания эффекта псевдоколорификации (выделения участков с одинаковой плотностью).
Математически плотность профиля просчитывается в процентах или единицах в зависимости от градации. Сравнение и вывод по графическим или выраженным в цифрах результатам денситометрии, возможно, при соблюдении двух правил:
Последовательность рентгенограмм идентична, то есть выполнялась с высокой степенью стандартизации манипуляций. 2. Измерительная линия проводилась не произвольно, а строго от одной до другой хорошо определяемых на рентгенограммах точках.
В настоящем исследовании в качестве стандартного объекта, с которым проводилась сравнительная оценка оптической плотности интересующего участка (коронарного отдела альвеолярного отростка нижней челюсти), была выбрана оптическая плотностная характеристика межкорневой костной ткани на уровне 1/3 от верхушки корня (свободная от проекционных наложений) соответствующего зуба.
Стандартные точки измерения минеральной плотности костной ткани Из стандартных точек измерения минеральной плотности костной ткани (МПКТ) на обзорной рентгенограмме зубочелюстной системы (Рисунок 2), нами выбраны 4, где: m2d- (molaris dexter) коронарный отдел межзубной перегородки второго моляра нижней челюсти слева (46) m2s- (molaris sinister) коронарный отдел межзубной перегородки второго моляра нижней челюсти слева (37) ams- (angulus mandibulae sinister) угол нижней челюсти слева amd- (angulus mandibulae dexter) угол нижней челюсти справа пациентов без каких-либо клинических признаков патологии тканей пародонта. нормальным раствором соляной кислоты на физиологическом растворе. Проверка на готовность определялась, когда под воздействием пальцев кусочек легко гнулся. После декальцинации кусочек отмывался от кислоты и проводилась нейтрализация остаточной кислоты. внутри- и внеклеточные белки
Анатомические особенности кости улиц с ДСТ
Материалы забирались в идентичных местах, а именно в межзубных промежутках с межзубным сосочком альвеолярной десны и нижней челюсти; в проекции шейки бедренной кости, межвертельного гребня, диафиза и эпифиза бедренной кости.
В качестве структурных единиц нижней челюсти выделяют зубочелюстные сегменты. Каждый сегмент включает костное вещество челюсти, зуб, периодонтом и слизистую оболочку. Границами сегментов считаются межзубные промежутки и межальвеолярные перегородки. Каждый сегмент характеризуется различной формой костной основы, толщиной компактных пластинок, соотношением компактного и губчатого вещества, ориентацией костных балок губчатого вещества.
При гистологическом исследовании кусочков слизистой полости рта в эпителии наблюдались гнездные участки дистрофической кератинизации. Это приводило к активизации базального слоя эпителия. В подэпителиальнных структурах - собственной пластинке слизистой -наблюдалось значительное увеличение числа сосудов капиллярного или терминального типа. По периферии этих сосудов наблюдалось развитие соединительной ткани в виде неправильно переплетенных коллагеновых волокон и большого числа фиброцитов и фибробластов. Стенки артериальных сосудов подвергались гомогенизации по типу плазматического пропитывания с накоплением в них ШИК - позитивных веществ. В собственной пластинке и более глубоких структурах наблюдалось значительное увеличение, по сравнению с контролем, числа лимфоцитов, которые располагались хаотично, иногда собираясь в облаковидные структуры (Рисунок 19). В участках, прилежащих к краевым отделам, наблюдались инфильтраты из макро фатальных элементов и сегментоядерных нейтрофилов с примесью эозинофильных элементов. Указанные инфильтраты в отдельных участках формировали грануляционную ткань различной степени выраженности (Рисунок 20). При окраске альциановым синим, наблюдалось значительное увеличение в соединительной ткани альцианофильных участков, лишенных клеточных структур, которые мы расценивали как ослизнение. В более глубоких отделах слизистой наблюдались либо грубые переплетения коллагеновых волокон с явлениями гиалиноза и гиалинозом, расположенных там редких сосудов, либо наблюдалось ослизнение соединительнотканных элементов в виде обширных полей альцианофилии. Плотная оформленная соединительная ткань содержала несколько большее количество ядер в единицу площади среза, что было заметно при качественном визуальном исследовании. Упорядоченность коллагеновых структур была нарушена в виде появления отдельных участков замещения соединительной ткани связки на менее дифференцированную и формирование склеротических процессов (Рисунок 21). В этих участках коллагеновые волокна были грубо переплетены в различных направлениях. Число сосудов в этих зонах было изменено по сравнению с участками плотной оформленной соединительной тканью. При окраске по Ван-Гизон вся соединительная ткань была фуксинофильной, однако, неупорядоченные участки очень ярко выявлялись. При окраске на эластику наблюдалось уменьшение числа эластических структур, их фрагментация, истончение. При исследовании срезов плотной оформленной соединительной ткани ШИК-методом и альциановым синим наблюдалось накопление сульфатированных и в меньшей степени не сульфатированных гликозаминогликанов. В случаях несовершенного остеогенеза легко определялись зоны бывших переломов (Рисунок 22). Рисунок 19 - Ремоделирование плотной костной ткани в губчатую. Окраска гематоксилином и эозином, х 220.
На границе соединительнотканных структур и надкостницы также наблюдался грубый склероз и деформация разграничительных элементов. В собственно надкостнице и компактном слое нижней челюсти наблюдались изменения структуры костных элементов. В частности, гаверсовы каналы были расширены, в последних наблюдалась извитость и мультипликация сосудов. В сосудистых стенках происходило значительное накопление ШИК-позитивных и альцианофильных веществ (Рисунки 23, 24, 25, 26, 27, 28). В собственно костной ткани наблюдалось значительное количество остеобластов и вакуолизация остеоцитов, что свидетельствовало о деструктивных и регенераторных процессах в костной ткани в области воспалительных изменений слизистой (Рисунки 28, 29, 30).
Соотношение компактного и губчатого вещества в нижней челюсти неодинаково в различных ее частях. Наружная компактная пластинка имеет большую толщину, чем внутренняя. Самые большие скопления губчатого вещества находятся в головке и шейке челюсти, в нижней трети ветви (область жевательной и крыловидной бугристостей) и в верхней части тела челюсти.
В губчатом веществе наиболее массивные костные балки расположены в зоне прикрепления жевательной и медиальной крыловидной мышц, где кость испытывает наибольшую нагрузку. Сравнительно толстые балки, соединенные мощными перекладинами, находятся в подбородочной части челюсти. По расположению перекладин губчатого вещества в ветви челюсти можно выделить передневерхнюю и задненижнюю зоны, а в теле челюсти верхнюю и нижнюю зоны; граница между двумя последними идет по верхушкам корней зубов. В группе сравнения (без дисплазии соединительной ткани) в верхней зоне преобладают прямые костные балки, расположенные по длине альвеолярного отростка. В нижней зоне (основание челюсти) балки напоминают опрокинутые арки, одним концом они обращены к альвеолам, а другим - к основанию челюсти в сторону ее угла. В ветви челюсти выделяются параболические и прямые системы костных балок. В группе с признаками дисплазии соединительной ткани в верхней зоне также преобладают прямые костные балки, однако в нижней зоне кости встречаются балки с неправильными формами (Рисунок 30).
При исследовании распилов бедренной кости в группе без фоновой патологии соединительной ткани при оценке компактного и губчатого вещества признаков истончения губчатого вещества выявлено не было. Пластинчатые структуры кости были расположены правильно во всех случаях наблюдения. Изменений со стороны структуры и размеров остеоцитов и остеобластов не обнаружено. Гаверсовы каналы не расширены.
В группе пациентов с дисплазией соединительной ткани пластинчатые структуры бедренной кости были правильно расположены, замурованные остеоциты одинаково встречались во всех случаях. По мере приближения к зоне губчатого вещества наблюдалось изменение структуры остеонов. Прежде всего, наблюдался их полиморфизм - изменение размеров и значительное различие в числе остеоцитов и остеобластов. Гаверсовы каналы были незначительно расширены, сосуды в них были извитыми. Причем стенка имела неравномерную толщину, по периферии наблюдалась рыхлая соединительная ткань. По мере перехода к губчатым структурам кости костные балки становились тонкими, формирующими неравномерно расширенные клеточные структуры (Рисунки 31-38). В последних наблюдалось скопление полиморфных липоцитов. Жировая ткань лежит отдельными островками и составляет массу желтого костного мозга. В некоторых костных полостях в истонченных костных балках отмечено исчезновение остеоцитов. Между скоплениями липоцитов свободно лежали сосуды артериального или венозного типа (Рисунки 39-45).
Пути интеграции диапазонов диагностики дисплазии соединительной ткани
Исследование секционного материала на различных уровнях позволило выявить определенную часть признаков дисплазии соединительной ткани, которые в дальнейшем могут быть использованы как диагностические или дифференциально-диагностические. Прежде всего, имеет смысл обратить внимание на признаки абриса тела. Эти признаки (Табл. 14) являются чисто фенотипическими, связанными с формированием костных структур и их сочленений. Важно подчеркнуть, что эти признаки по сути своей являются финалом морфогенеза костных образований и в конечном итоге их наличие мало что говорит о собственно морфогенезе этих образований. Тем не менее, все эти признаки присутствуют в массиве случаев дисплазии соединительной ткани гораздо чаще, чем в половине случаев. Этот подход является достаточно оптимальным, когда речь идет о скрининговых исследованиях. Выявление нарушения абриса тела является простым и чаще всего чисто визуальным за небольшим исключением, где имеется макроморфометрия. В тоже время накопленная сумма информативности этих признаков применительно к отдельному субъекту или к целой общности субъектов может составлять определенный диагностический критерий. Однако, уточненного критерия, критерия связанного с пато- и морфогенезом состояния именуемого «дисплазия» здесь выявить не удается. Аналогичные подходы мы наблюдаем и в отношении трубчатых и плоских костей. В обоих случаях имеется четко выраженная закономерность, где мы наблюдаем истончение кортикального слоя и увеличение объема губчатого, и соответствующих этому размерных характеристик разных костей. Отдельно следует подчеркнуть, что отдельные размерные характеристики костей обладают достаточно высокой информативностью, но патогенетический и морфогенетический принцип, который должен быть применен здесь в конечном итоге не усматривается. Здесь мы наблюдаем чисто вероятностную составляющую диагностического алгоритма дисплазии соединительной ткани (Таблица 17). группе сравнения (р 0,05). Использование методов классической патологической анатомии применительно к костным структурам плоских и трубчатых костей позволило выявить определенное количество признаков, часто встречающихся в секционных наблюдениях, которые достоверно могут быть отнесены к случаям дисплазии соединительной ткани. Определенная часть этих признаков в той или иной мере повторяет или иллюстрирует те или иные макроскопические изменения, куда относятся истончение кортикального слоя, расширение губчатого слоя кости и соответственно этому изменения в костных пластинках и гаверсовых каналах.
На сегодняшний день использование патоморфологических методов, куда относятся паноптические методы и методы субстратной гистохимии позволяют выявить определенное число признаков (Таблица 18), которые имеют высокую корреляционную характеристику с признаками макроскопическими. При этом мы вновь подходим к вероятностной составляющей диагностики дисплазии соединительной ткани. Следует подчеркнуть, что выявляемые в кости общеморфологические признаки в конечном итоге встречаются и при других патологических состояниях организма в целом или кости локально и высокой специфичностью не обладают. При этом накопление таких признаков до определенной критической точки в дальнейшем может с должной достоверностью указывать на дисплазию соединительной ткани.
В связи с этим, помимо исследования макроскопических признаков, необходимо подтверждать их классическим патоморфологическим исследованием кости. Для целей современной клинической диагностики поиск только этих двух групп признаков является не достаточным, так как в них нет таких важных компонентов, как соотношение органического и минерального матрикса и физические свойства опорной ткани, что крайне важно для определенных клинических действий, таких как имплантация металлов и некоторых видов пластмасс, которые имеют собственную плотность и некоторые другие характеристики. Это повлекло за собой внедрение денситометрического методов в рентгеновские исследования, что было объединено в понятие «качество костной ткани», которое в настоящее время активно входит в медицинскую и клиническую практику. Однако методов, которые бы на морфологическом уровне соответствовали понятию «качество костной ткани» до сих пор разработано не было.
Появление и начинающееся внедрение атомно-силовой микроскопии в клиническую практику позволило без особо сложной подготовки объектов использовать нативную кость для атомно-силовой микроскопии, позволяющей найти, прежде всего, взаимоотношение между органическим и минеральным матриксом, дать количественную и качественную характеристику, как органического, так и минерального матрикса. Кроме этого, АСМ - метод позволяет в трехмерном изображении определить расположение органического и минерального компонента в кости. Безусловно, здесь появляются новые компоненты, которые определяются как остеопения, остеопороз, гиперостоз, которые ранее почти не применялись для характеристики соединительной ткани. Из общего массива признаков мы выделили наиболее часто встречающиеся признаки, которые с одной стороны имеют высокое информационное содержание, а с другой имеют определенный пато- и морфологенетический смысл (Таблица 19).