Введение к работе
Актуальность проблемы
С момента описания Максом Клара в эпителии периферических воздухоносных путей человека клеток с отличительными цитоплазматическими гранулами прошло более 70 лет (Clara М., 1937). Однако до настоящего времени сведения по локализации этих клеток в эпителиальной выстилке легких человека противоречивы, а об их количественной характеристике при патологических процессах чаще судят по уровню специфического для этих клеток СС-16 белка, выявляемого в бронхоальвеолярных смывах, сыворотке крови (Bernard A.M. et al., 1992; Singh G. Et al., 1997). Уровень последнего снижен у шахтеров, курильщиков (Bernard A.et al., 1994), при бактериальной пневмонии (Nomori H.et al., 1995). Имеются единичные иммуноцитохимические исследования по выявленияю клеток Клара в бронхиолярном эпителии легких людей, не имеющих легочной патологии (Boers J.E. et al., 1999; Shijubo N. et al., 1997). Сведения о структурной реорганизации этих клеток при курении и ее зависимости от стажа курения отсутствуют.
В последние годы повсеместно отмечается тенденция к увеличению частоты хронических обструктивных заболеваний легких, из которых основным являются хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ). Одним из основных этиологических факторов ХОБЛ является курение. В России число больных хроническими обструктивными заболеваниями легких превышает 11 млн., число курящих составляет 50% населения. Летальность от хронических обструктивных болезней легких занимает 4-е место, составляя около 4% среди всех причин смерти в общей популяции (Чучалин А.Г., 2003).
Ведущая роль в развитии хронических обструктивных заболеваний легких принадлежит воспалению, оксидативному стрессу, дисбалансу протеаз и антипротеаз (Черняев А.Л., Самсонова М.В., 2004). В процессе эволюции выработались клеточные и гуморальные системы защиты против медиаторов воспаления, которые определяют кинетику и исход этого процесса. В последнее время появились сведения о противовоспалительных свойствах секрета клеток Клара, играющих роль в противовоспалительной защите легкого (Романова Л.К., Горячкина В.Л., 1999; Massaro G.D., 1989). Секреторные низкомолекулярные белки клеток Клара, выявляемые как в бронхоальвеолярной лаважной жидкости, так и в сыворотке крови, являются ингибиторами лейкоцитарных протеаз и цитокинов (Dierynck J. et al., 1995), подавляют активность фосфолипазы А2, которая способствует хемотаксису фибробластов и развитию фиброза (Lesur О. et al., 1995). Структурно-функциональная реорганизация клеток Клара при ХОБЛ не изучена, хотя имеются многочисленные исследования, посвященные
анализу патоморфологических изменений в легких при различных обструктивных заболеваниях, раскрывающие особенности структурно-функциональной реорганизации клеточных элементов стенки бронхов разного калибра(Ерохин В.В., 1987; Романова Л.К., 1987; Полосухин В.В., 1997; Черняев А.Л., 1998; Соколов Е.И. с соавт., 2000; Волкова Л.И. с соавт., 2002; Чернеховская Н.Е. с соавт., 2007).
Гистофизиология респираторного отдела зависима от состояния сурфактанта. В образовании последнего участвуют два вида секреторных клеток: альвеолоциты 2-го типа и клетки Клара, в которых экспрессируется М-РНК для апопротеинов А и В альвеолярного сурфактанта (Phelps D.S., Floros J., 1988; Broers J.Z., et al., 1992). Альвеолоциты 2-го типа детально изучены у человека без легочной патологии и экспериментальных животных (Kauffman Sh., 1980, Crapo S. et al., 1982, Williams M. 1977, 1984, Possmayer F., 1984, Zeltner T.B. et al., 1987, Романова Л.К., 1966, 1984, 1987, Ерохин В.В., 1996), однако их субмикроскопическая реорганизация при хронических обструктивных заболеваниях легких не изучена.
Имеются сведения, что клетки Клара являются «цитоэкологическим форпостом» легких (Plopper С. et al., 1991; Романова Л.К., 2000). Под воздействием различных химических агентов, поступающих из воздушной среды, происходят существенные изменения структуры и функции легких (Зислин Д.М., Стерехова Н.П., Серденко М.М. с соавт., 1992; Асфандияров Р.И. с соавт., 1995; Величковский Б.Т., 2001; Полякова B.C., 2003). Контакт человека с сероводородсодержащим газом происходит во многих отраслях промышленности: газоперерабатывающей, нефтяной, в производстве вискозы, бумаги, в кожевенной промышленности и в сельском хозяйстве. В настоящее время имеются немногочисленные исследования по влиянию на ткани легкого сероводородсодержащих природных газов Оренбургского и Астраханского месторождений (Серденко М.М. с соавт., 1992; Асфандияров Р.И. с соавт., 1995; Полунин И.Н. с соавт., 1999; Боев В.М., Сетко Н.П.,2001; Полякова B.C., 2003, 2006). При экспериментальном исследовании тканей легкого крыс авторы уделяли большое внимание элементам аэрогематического барьера и эпителиальной выстилке внутрилегочных бронхов. Структурная реорганизация клеток, являющихся «цитоэкологическим форпостом» при воздействии сероводородсодержащих газов не изучена.
Таким образом, до сих пор имеются противоречивые сведения о локализации клеток Клара у человека, нет сведений об их структурно-функциональной характеристике у людей с различным стажем курения. Не исследована структурно-функциональная реорганизация клеток Клара и альвеолоцитов 2 типа, совместно участвующих в поддержании гомеостаза в респираторном отделе легких при хронической обструктивной болезни легких и при воздействии сероводородсодержащей газовой смеси.
Цель исследования: Изучить локализацию и структурно-функциональную реорганизацию клеток Клара и альвеолоцитов 2-го типа при воздействии дестабилизирующих факторов и ее особенности при хронической обструктивной болезни легких.
Задачи исследования
-
Изучить локализацию и морфо-функциональную характеристику клеток Клара в зрелом периоде онтогенеза человека.
-
Выявить зависимость структурно-функциональной реорганизации клеток Клара человека от стажа курения.
-
Изучить морфо-функциональную характеристику клеток Клара и альвеолоцитов 2-го типа у людей с хронической обструктивной болезнью легких.
4. В условиях эксперимента выявить особенности структурно-
функциональной реорганизации секреторных клеток Клара и
альвелоцитов 2-го типа при различной продолжительности воздействия
сероводородсодержащей газовой смеси.
Научная новизна исследования
Впервые в рамках одного исследования нами выявлена локализация,
структурно-функциональная характеристика секреторных клеток Клара в
зрелом периоде онтогенеза человека и показана зависимость
морфофункциональных параметров этих клеток от стажа курения. Выявлен критический период - стаж курения 10 пачек-лет, когда при отсутствии нарушения функциональных легочных проб появляются морфологические изменения в виде минимального фиброза, выявляемого преимущественно на субмикроскопическом уровне.
Впервые дана структурная реорганизация клеток Клара и альвеолоцитов 2-го типа при хронической обструктивной болезни легких и при воздействии сероводородсодержащей газовой смеси. Практическая значимость работы
Результаты работы создают теоретическую основу для расширения представлений о роли клеток Клара и альвеолоцитов 2-го типа в поддержании тканевого гомеостаза в эпителиальной выстилке респираторного отдела легких и их значении в патогенезе хронической обструктивной болезни легких. В дальнейшем они могут быть использованы в разработке методических рекомендаций по коррекции сдвигов в деятельности секреторных клеток респираторного отдела легкого.
Выводы данного исследования могут быть использованы при разработке профилактических мер защиты организма от воздействия сероводородсодержащей газовой смеси, а также внесут свой вклад в организацию эффективной борьбы с табакокурением.
Внедрение
Полученные результаты используются в учебном процессе на
кафедрах гистологии, цитологии и эмбриологии, патологической анатомии
Оренбургской государственной медицинской академии, на кафедре
профилактической медицины Оренбургского государственного
университета, а также в просветительской работе с медицинским
персоналом и больными пульмонологического отделения
ММУЗГКБСМП№1.
Апробация работы и публикации
По материалам исследования опубликовано 11 работ.
Основные положения диссертации докладывались, обсуждались и
публиковались в материалах: VI Межрегиональной научно-практической
конференции врачей Приволжско-Уральского военного округа «Актуальные
вопросы военной и практической медицины» (Оренбург, 2005);
Межрегиональной научно-практической конференции «Актуальные
проблемы внутренних болезней: традиционные и психосоматические
подходы» (Челябинск, 2006); Всероссийской научной конференции с
международным участием «Актуальные вопросы эволюционной, возрастной
и экологической морфологии» (Белгород, 2006); I Международной (X
Всероссийской) Пироговской студенческой научной медицинской
конференции «Современные технологии в акушерстве и гинекологии»
(Москва, 2006); VIII конгресса Международной ассоциации морфологов в
научно-теоретическом медицинском журнале «Морфология» (Орел, 2006);
конференции, посвященной 70-летию Тверской государственной
медицинской академии и 100-летию профессора И.С. Кудрина (Тверь,
2006); конференции Военно-медицинской академии им. СМ. Кирова
«Актуальные проблемы учения о тканях» (Санкт-Петербург, 2006);
Российской научно-практической конференции « Новые технологии
микрохирургии глаза (проблемы доказательной медицины)»
(Оренбург,2006); Всероссийской научно-практической
патологоанатомической конференции «Актуальные проблемы
патологоанатомической службы муниципальных учреждений
здравоохранения. Вопросы экологической патологии. Современные методы морфологической диагностики в патологоанатомической практике» (Миасс, 2008).
Основные положения, выносимые на защиту
1. Во взрослом периоде онтогенеза человека секреторные
экзокриноциты (клетки Клара) обнаруживаются в терминальных и
респираторных бронхиолах. В респираторных бронхиолах
иммуноцитохимически они выявляются в большем количестве.
2. С возрастом количество клеток Клара в респираторных и терминальных бронхиолах у человека уменьшается, количественное их уменьшение больше зависимо от стажа курения.
3. При хронической обструктивной болезни легких наблюдается
достоверное снижение числа клеток Клара и зависимая от стажа курения их
структурная реорганизация и альвеолоцитов 2-го типа.
4. При воздействии сероводородсодержащей газовой смеси реакция
клеток Клара и секреторных альвеолоцитов 2-го типа оказывается
сопряженной и однонаправленной, что подтверждается выявленным в этих
клетках умеренным стимулирующим метаболическим эффектом,
проявляющимся в расширении внутриклеточных компарментов,
участвующих в процессах биотрансформации ксенобиотиков (это касается
клеток Клара) и активизации процессов выработки сурфактанта
альвеолоцитами 2-го типа.
Объем и структура диссертации
Диссертация изложена на 121 страницах машинописи и состоит из введения, обзора литературы, раздела «Материалы и методы исследования», главы «Результаты собственных исследований», обсуждения, выводов и списка литературы. Работа иллюстрирована 4 таблицами, 55 рисунками. Библиография включает 49 отечественных и 92 зарубежных источников литературы.
