Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Факторы патогенеза, способствующие развитию ДГПЖ 10
ДГПЖ и увеличение активности 5-редуктазы .13
ДГПЖ и хроническая ишемия предстательной железы 16
Модулирующее действие эстрогенов на развитие ДГПЖ 22
Взаимосвязь гормональных нарушений, ухудшения кровоснабжения предстательной железы и ДГПЖ 25
Влияние гиперинсулинемии на развитие ДГПЖ 27
Заключение 30
Глава 2. Материал и методы исследования 31
Методы моделирования патологических состояний на животных 32
Моделирование хронической ишемии тазовых органов у крыс .32
Моделирование ДГПЖ путем андрогенной стимуляции у крыс 34
Методы исследования 35
Гармонический анализ биоимпеданса предстательной железы и мочевого пузыря у крыс . 35
Методика инфузионной цистометрии 38
Гормональные исследования 40 Гистологическое исследование 40
Статистическая обработка результатов 41
Глава 3. Результаты собственных исследований 41
Возрастные изменения предстательной железы и мочевого пузыря у старых крыс 41
Результаты моделирования ДГПЖ путем создания хронической ишемии тазовых органов у крыс 55
Результаты моделирования ДГПЖ с помощью андрогенной терапии у крыс .65
Заключение 80
Выводы 93
Практические рекомендации .94
Список сокращений .95
Список литературы
- Модулирующее действие эстрогенов на развитие ДГПЖ
- Влияние гиперинсулинемии на развитие ДГПЖ
- Гармонический анализ биоимпеданса предстательной железы и мочевого пузыря у крыс .
- Результаты моделирования ДГПЖ путем создания хронической ишемии тазовых органов у крыс
Введение к работе
Актуальность. Несмотря на многолетние исследования, патогенез ДГПЖ остается
не до конца ясным, в связи с чем до настоящего времени не имеется возможности четко
описать последовательность и взаимосвязь изменений метаболизма, ведущих к
пролиферации клеток предстательной железы и развитию ДГПЖ. Основную роль в
индукции пролиферации ткани предстательной железы отводят возрастным изменениям
гормонального фона мужского организма, в первую очередь метаболизма тестостерона.
(Shin I.S. et al., 2012, Jang H. et al., 2010, Nahata A. et al., 2012,). С другой стороны,
выявляется явное несоответствие с выявляемым демографическими исследованиями
прогрессивного увеличения частоты развития ДГПЖ при увеличении возраста мужчин и
возрастным снижением у них концентрации тестостерона (Давидов М.И. и др., 2013,
Roberts R.O. et al. 2004, Berges R. et al. 2011, Favilla V. et al. 2010). Неизвестно, насколько
изменение концентрации тестостерона в крови соответствует изменению его концентрации
в предстательной железе, а также связано ли увеличение концентрации тестостерона в
ткани железы с инициацией или прогрессированием ДГПЖ и рака простаты. Эти данные
заставили признать, что наличие тестостерона необходимо для формирования ДГПЖ, но,
по всей видимости, он не является основополагающим фактором в развитии этого
заболевания (van der Sluis T.M. et al., 2012, Jannini E.A. et al., 2011). Более важное
патогенетическое значение по современным представлениям имеет увеличение
трансформации тестостерона в его более метаболически активный аналог
дигидротестостерон в результате увеличения активности фермента 5-альфа-редуктазы, (Тюзиков И.А. и др., 2012, Andriole G. et al., 2004, Azzouni F., 2012). Хотя механизм повышения активности фермента точно не установлен, полагают, что эти изменения являются компенсаторной реакцией в ответ на снижение уровня тестостерона в крови и тканях, что позволяет объяснить имеющиеся противоречия между снижением уровня тестостерона у мужчин с увеличением их возраста и возрастанием частоты развития у них ДГПЖ.
Хотя развитие ДГПЖ и расстройств мочеиспускания, вызванных ею, связаны между
собой, они не находятся в прямой причинно-следственной связи. Данные литературы
последних лет свидетельствуют, что возрастной дефицит тестостерона способствует
усилению симптомов нижних мочевых путей (Kim M.K. et al., 2012, Berges R. et al., 2011), а
заместительная терапия тестостероном способствует уменьшению расстройств
мочеиспускания (Koritsiadis G. et al. 2008, Shigehara K. et al., 2011).
Таким образом, имеются существенные противоречия в наших представлениях о действии тестостерона на предстательную железу. С одной стороны, экспериментальные исследования показывают, что его избыток (при экзогенном введении препаратов
тестостерона) вызывает пролиферативное изменения в ткани простаты и соответствующие нарушения мочеиспускания, а недостаток, обусловленный возрастными изменениями его синтеза, сопровождается увеличением частоты выявления ДГПЖ с увеличением возраста и выраженности расстройств мочеиспускания, причем, терапия препаратами тестостерона уменьшает дизурическую симптоматику. Такое видимое противоречие может быть связано с действием других патогенетических факторов, одним из которых является хроническое нарушение кровоснабжения предстательной железы, развивающееся вследствие возрастных изменений сосудов малого таза или заболеваний с поражением этих сосудов (атеросклероз, сахарный диабет, метаболический синдром).
Ухудшение кровоснабжения гиперплазированной предстательной железы
зарегистрированы во многих экспериментальных и клинических исследованиях (Gunzel-Apel A.R. et al., 2001, Kojima M. et al., 2000), причем выраженность уменьшения кровотока в простате коррелировала с интенсивностью симптомов инфравезикальной обструкции и ирритативной симптоматики (Abdelwahab O. et al., 2012, Tsuru N. et al., 2002, Berger A.P. et al., 2006). Искусственно вызванное ухудшение кровоснабжения тазовых органов приводит к развитию нарушений мочеиспускания аналогичных тем, что развиваются при формировании ДГПЖ (Azadzoi K.M. et al., 2004, 2011, Shinbo H. et al., 2011, Shimizu S. et al., 2008, 2013).
Эти данные литературы свидетельствуют, что хроническая ишемия предстательной железы может участвовать в патогенезе ДГПЖ. Однако неизвестно, является ли этот фактор независимым от действия других патогенетических факторов, в частности, андрогенной стимуляции, в каких взаимоотношениях находится фактор ишемии с действием андрогенов.
С учетом этих данных мы сформулировали цель и задачи нашего исследования.
Цель исследования – изучить роль фактора хронической ишемии предстательной железы в патогенезе развития ее доброкачественной гиперплазии.
Задачи исследования: 1. Разработать модель хронической ишемии тазовых органов у крыс и изучить ее влияние на состояние предстательной железы и мочевого пузыря.
2. Провести сравнительную оценку морфо-функционального состояния
предстательной железы и мочевого пузыря у крыс с хронической ишемией тазовых
органов, крыс с ДГПЖ, индуцированной андрогенной стимуляцией, и старых крыс со
спонтанно развившейся ДГПЖ.
3. Изучить состояния кровоснабжения предстательной железы при разных вариантах
моделирования ДГПЖ.
4. Оценить роль состояния кровоснабжения мочевого пузыря в развитии дисфункции
мочеиспускания при разных вариантах моделирования ДГПЖ.
5. Изучить состояние гормонального фона при разных вариантах моделирования
ДГПЖ у крыс в крови и ткани предстательной железы.
Научная новизна.
Впервые доказано, что хроническая ишемия тазовых органов может быть
независимым патогенетическим фактором, инициирующим формирование ДГПЖ.
Индуцирование ишемией пролиферации клеток простаты при этом может усиливаться
вторичным вовлечением фактора избыточной андрогенной стимуляции. Уточнен патогенез
андроген-индуцированной ДГПЖ. Установлено, что наряду с возрастанием концентрации
тестостерона и дигидротестостерона в крови и предстательной железе возрастает тканевая
концентрация эстрадиола в простате, что можно рассматривать, как проявление
компенсаторной реакции, направленной на ограничение пролиферации клеток
предстательной железы, несущих рецепторы к андрогенам, а также концентрация инсулина
в крови, что может усиливать пролиферативный потенциал андрогенов. В работе
продемонстрировано отсутствие корреляции между концентрацией андрогенов в периферической крови и в ткани гиперплазированной предстательной железы, что позволяет объяснить ситуацию, когда ДГПЖ развивается на фоне андрогенного дефицита. Выявленная взаимосвязь между состоянием кровоснабжения предстательной железы и мочевого пузыря позволяет уточнить патогенез формирования дисфункции мочевого пузыря при развитии ДГПЖ.
Практическая значимость.
Разработанная модель хронической ишемии тазовых органов может быть
использована в исследованиях на различных экспериментальных животных с целью изучения последствий стойкого нарушения кровоснабжении на функциональные и морфологические изменения этих органов.
Модель возрастной ДГПЖ у старых крыс можно адекватно использовать в исследованиях по изучению патогенеза и вариантов медикаментозного лечения этой патологии, в том числе для тестирования новых фармакологических средств.
Выявленная вариабельность патогенеза ДГПЖ предполагает необходимость
модификаций стандартных лечебных мероприятий с учетом соотношений
патогенетических факторов, в том числе учитывая ишемический фактор.
Полученные данные об отсутствии корреляции между концентрацией тестостерона и дигидротестостерона в крови и в ткани предстательной железы дают основания к
осторожной интерпретации результатов гормонального анализа, в плане обоснования назначения андрогенной терапии.
Основные положения, выносимые на защиту.
-
Хроническая ишемия тазовых органов является независимым патогенетическим фактором развития ДГПЖ, способным самостоятельно инициировать этот патологический процесс, также как и действие избытка андрогенов.
-
Андрогенная стимуляция вызывает пролиферацию клеток простаты независимо от состояния кровоснабжения этого органа.
-
Тканевая концентрация андрогенов не коррелирует с их концентрацией в периферической крови и имеет более важное патогенетическое значение.
-
Андрогенная терапия наряду с увеличением концентрации тестостерона и дигидротестостерона в крови и ткани предстательной железы приводит к увеличению уровня эстрадиола и инсулина, что вносит свой вклад в патогенез развития ДГПЖ.
5. Сопутствующие ДГПЖ ирритативные расстройства мочеиспускания обусловлены нарушением кровоснабжения мочевого пузыря и не связаны с дисбалансом уровня половых гормонов в крови.
Апробация материалов диссертации.
Материалы диссертации доложены на:
VIII конгрессе «Мужское здоровье» с международным участием, Ереван, 2012
XII съезде Российского общества урологов, Москва, 2012.
IХ конгрессе «Мужское здоровье», Санкт-Петербург, 2013.
XIII Конгрессе Российского общества урологов, Москва, 2013.
III Научно-практической конференции «Фундаментальная и практическая урология» Москва, 2014.
Публикации.
По теме диссертации опубликовано 7 работ, из них - 4 статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАКом, и 3 тезисов и статей в сборниках научных трудов.
Объем и структура диссертации.
Модулирующее действие эстрогенов на развитие ДГПЖ
Большинство мужчин старше 60 лет страдает расстройствами мочеиспускания, вызванных доброкачественной гиперплазией предстательной железы (ДГПЖ), которые проявляются как в виде затруднения мочеиспускания вплоть до развития острой задержки мочи, так и в ирритативной симптоматике, и с увеличением возраста частота выявления этих расстройств возрастает (Н.А. Лопаткин, 1999, Пытель Ю.А. 1999, Kirby R., 2011, Stroup S.P. et al., 2011). Если раньше считали, что дисфункция мочеиспускания является неизбежным следствием развития ДГПЖ, то в последние годы принято считать, что, хотя ДГПЖ и дизурические расстройства (особенно носящие ирритативный характер) связаны между собой, но они не находятся в прямой причинно-следственной связи и должны рассматриваться как сопутствующие патологические процессы (Mc Vary K.T. et al., 2005, Berger R. et al., 2011, Кирпатовский В.И. и др., 2015).
Изменение представлений связано с накоплением новых данных, свидетельствующих о более сложном патогенезе ДГПЖ, в который вовлечено больше факторов, чем ранее предполагалось. Помимо фактора андрогенной стимуляции, который рассматривался в качестве ведущего, выявлено влияние ряда других факторов, таких как уровень эстрогенов и баланс между андрогенами и эстрогенами, хроническая ишемия тазовых органов, избыточная продукция не-андрогенных стимуляторов клеточной пролиферации, таких как инсулин и факторы роста, индуцированная метаболическими расстройствами и др. При этом с действием ряда факторов, в частности фактора хронической ишемии, связано формирование дисфункции мочевого пузыря в виде гиперактивности детрузора.
Безусловно, возрастные изменения гормонального профиля, в частности уровня тестостерона, до настоящего времени рассматриваются в качестве основного патогенетического фактора развития ДГПЖ. Имеются многочисленные экспериментальные доказательства усиления пролиферации клеток предстательной железы при действии повышенных доз тестостерона (Shin I.S. et al., 2012, Jang H. et al., 2010, Nahata A. et al., 2012). С другой стороны, установлено, что ДГПЖ не развивается у мужчин, кастрированных до пубертатного периода и лишь эпизодически возникает у мужчин, подвергнутых кастрации в пубертатном возрасте (Azzouni F. et al., 2012). В настоящее время накоплены неоспоримые данные, что снижение концентрации тестостерона в сыворотке крови с помощью ингибиторов его синтеза или медикаментозных средств с антиандрогенным действием у больных ДГПЖ ведет к уменьшению размеров увеличенной предстательной железы (Лопаткин Н.А. и др., 1996, Сивков А.В., 1999, Лоран О.Б. и др., 2002, Andriole G. et al., 2004, Kobayashi H. et al., 2011, Rick .G. et al., 2012).
Однако, также накопились данные, что между уровнем андрогенов и формированием ДГПЖ не имеется прямой зависимости. В частности, как правило у пожилых мужчин с ДГПЖ уровень тестостерона оказывается сниженным (Давидов М.И. и др., 2013, Roberts R.O. et al. 2004, Berges R. et al. 2011, Favilla V. et al. 2010), что позволяет заключить, что наличие андрогенной стимуляции необходимо для развития ДГПЖ, однако это не является определяющим фактором в развитии этого заболевания (van der Sluis T.M. et al., 2012, Jannini E.A. et al., 2011).
В значительной степени отсутствие прямой связи между уровнем тестостерона и развитием ДГПЖ можно объяснить возможностью трансформации этого гормона в ткани предстательной железы в его более активный метаболит – дигидротестостерон под действием фермента 5-альфа-редуктазы (Тюзиков И.А. и др., 2012, Andriole G. et al., 2004, Azzouni F., 2012). Увеличение его концентрации у больных ДГПЖ доказано в работах van der Sluis T.M. et al. (2012) и Shidaifat F. et al. (2012). Однако, причины избыточной продукции дигидротестостерона остаются неясными.
Возрастной гормональный дисбаланс оказывает негативное влияние не только на предстательную железу, но и на мочевой пузырь. Показано, что степень возрастного снижения уровня тестостерона коррелирует с выраженностью расстройства мочеиспускания, обозначаемого как «симптомы (СНМП) (Корнеев И.А. и др., 2008, Kim M.K. et al., 2012). При этом выявлялась четкая взаимосвязь между выраженностью обструктивных симптомов нарушения мочеиспусканемия, уровнем ПСА и степень увеличения объема предстательной железы (Berges R. et al., 2011, Koritsiadis G. et al., 2008). Снижение уровня тестостерона у больных ДГПЖ также коррелировало с признаками гиперактивности детрузора, а заместительная терапия тестостероном энантатом (250 мг каждые 4 недели) через 1 год привела к уменьшению выраженности СНМП, увеличению максимальной скорости и среднего объема мочеиспускания, но не повлияла на объем остаточной мочи (Shigehara K. et al., 2011, Старцев В.Ю. и др., 2013).
Представленные данные убедительно свидетельствуют, что, хотя действие андрогенов за счет стимуляции пролиферации клеток предстательной железы, имеющих андрогенные рецепторы, приводить к развитию ДГПЖ, имеются другие патогенетические факторы, участвующие в этом процессе. Такими факторами в настоящее время считаются: - увеличение активности фермента 5--редуктазы, приводящей к избыточной трансформации тестостерона в биологически более активный дигидротестостерон, - хроническое нарушение кровоснабжения тазовых органов, в том числе предстательной железы. - изменение соотношения андрогены/эстрогены в сторону преобладания эстрогенов, - стимуляция пролиферации клеток предстательной железы за счет влияние других гормонов и факторов роста (инсулин, инсулиноподобный фактор роста). Кроме этого, ряд из этих факторов, в частности, хроническая ишемия тазовых органов и гормональный дисбаланс, также ведут к формированию гиперактивности детрузора, вызывающей дисфункцию мочеиспускания.
Далее мы рассмотрим влияние каждого из этих факторов подробно. ДГПЖ и увеличение активности 5-редуктазы Фермент 5-редуктаза выявляется не только в половых органах мужчины, но и в других в тканях организма (кожа, поперечно-полосатая мускулатура, головной мозг и др.). Этот фермент катализирует превращение тестостерона в дигидротестостерон, который обладает в несколько раз большей пролиферативной активностью, чем тестостерон. Именно дигидротестостерон отвечает за формирование мужского фенотипа – формирование скелета, мышечной массы, оволосения по мужскому типу, психологических особенностей. Выявление повышенной активности 5-редуктазы в гиперплазированной предстательной железе дало основание полагать, что развитие ДГПЖ связано с избыточной трансформацией тестостерона в дигидротестостерон (Azzouni F . et al., 2012).
В предстательной железе выявляют 3 изофермента 5-редуктазы (1-го, 2-го и 3-го типа), кодируемые генами SRD5A1, SRD5A2 и SRD5A3 соответственно. Андрогены регулируют экспрессию мРНК разных изоферментов 5-редуктазы специфически в различных типах клеток простаты с участием рецепторов андрогенов. Эти рецепторы участвуют в негативном влиянии андрогенов на ген SRD5A3 (Li J. et al., 2011). Если в норме в ткани простаты преобладает изофермент 5-редуктазы 2-го типа, то при раке простаты начинает преобладать изофермент 1-го типа, который может катализировать синтез дигидростестотерона не из тестостерона, а путем метаболизации андростендиола в андростандион и последующим превращением в дигидротестостерон (Chang K.H. et al., 2011). Именно с этим метаболическим путем связывают прогрессирование рака простаты после кастрации или антиандрогенной терапии. Имеются также данные о способности 5-редуктазы 3-го типа восстанавливать не только тестостерон, но и андростендион и прогестерон как в культуре клеток, так и в образцах ткани, полученной из гиперплазированной или пораженной раком предстательной железы человека (Azzouni F . et al., 2012).
Влияние гиперинсулинемии на развитие ДГПЖ
Механизм ее развития связывают со снижением экспрессии гена инсулина, приводящим к уменьшению плотности рецепторов инсулина на поверхности клеток и компенсаторному увеличению синтеза этого гормона, то есть к гиперинсулинемии (Mc Vary K.T. et al., 2005, 2006). Частота выявления бессимптомной ДГПЖ у мужчин в возрасте 35-64 г. с метаболическим синдромом в 1,6 раза выше, чем в популяции мужчин такого же возраста без этой патологии (Тюзиков И.А. и др., 2013).
В экспериментах на крысах и кроликах показано, что индукция метаболического синдрома высококалорийной диетой, ведущей к развитию, гиперинсулинемии, сопровождается увеличением массы предстательной железы и гистологическими изменениями, характерными для ДГПЖ, как и после терапии препаратами тестостерона (несмотря на снижение его концентрации в крови животных), тогда как индукция диабета введением крысам стрептозотоцина сопровождается уменьшением массы предстательной железы в такой же степени, как и после кастрации (более чем на 80%) (Vikram A. et al., 2011, Morelli A. et al., 2012). Клинические наблюдения также свидетельствуют, о том что увеличение уровня инсулина в крови ведет к усилению процессов пролиферации в ткани предстательной железы, способствуя развитию ДГПЖ и даже рака предстательной железы (Vikram A. et al., 2011, Hammarsten J. et al., 2011, Wang Z. et al., 2011). Гиперинсулинемия стимулирует также синтез инсулиноподобного фактора роста в печени, являющегося митогеном с антиапоптотическим действием, который также ведет к увеличению размеров предстательной железы. Уровни инсулиноподобного фактора роста и белка, его связывающего, в ткани предстательной железы и в крови коррелируют с риском развития ДГПЖ (Wang Z. et al., 2011).
Развитие инсулинорезистентности у больных с метаболическим синдромом ведет к увеличению симпатической активности подкорковых центров центральной нервной системы, в частности в гипоталамусе (предположительно связанной с нарушением метаболизма глюкозы), вызывающей активацию -адренорецепторов автономной нервной системы органов, в том числе предстательной железы и мочевого пузыря, что способствует увеличению массы предстательной железы и развитию симптомов нижних мочевых путей (Ozden O. et al., 2007, McVary K.T. 2005, 2006).
Некоторые данные свидетельствуют, что пролиферативное действие инсулина может опосредоваться действием других гормонов. Так, по мнению Vikram A. et al. (2011) гиперинсулинемия усиливает пролиферативное действие тестостерона на предстательную железу, так как у кастрированных крыс индукция метаболического синдрома с гиперинсулинемией не вызывает ДГПЖ. У крыс, с метаболическим синдромом наряду с ожирением отмечалось уменьшение концентрации тестостерона в крови на 70%, что сопровождалось атрофией железистого эпителия в промежуточной зоне предстательной железы и расширением просвета желез, но в то же время выявляли относительное увеличение частоты выявления -актина гладкомышечных клеток в клетках предстательной железы на 67%, экспрессии фактора роста фибробластов-2, жировую дистрофию железистого эпителия и утолщение подлежащего фибромускулярного слоя. Терапия этих крыс ингибитором ароматазы (препарат «летрозоль») уменьшал выраженность этих нарушений в простате (Ribeiro D.L. et al., 2012). Авторы делают вывод, что ожирение провоцирует структурные изменения в предстательной железе и способствует гиперплазии эпителиальных и гладкомышечных клеток с участием эстрогенов, что может объяснять высокую частоту развития ДГПЖ у мужчин с инсулинорезистентностью.
Среди больных диабетом частота выявления ДГПЖ и СНМП на 37% выше, чем в популяции мужчин такого же возраста, не страдающих диабетом, причем, у диабетиков, не получавших противодиабетической терапии, эти состояния выявлялись еще чаще (Sarma A.V. et al., 2009, 2012). Делают вывод, что недостаточный контроль уровня гликемии влияет на рост предстательной железы и в большей степени на динамический компонент нарушения мочеиспускания.
Экспериментальные исследования на линейных крысах со спонтанно развившимся диабетом 2-го типа также выявляют изменения параметров мочеиспускания, характерных для мужчин с диабетом и ДГПЖ (Matsumoto Y. et al., 2009).
Анализ литературы, представленной в этом обзоре, свидетельствует, что уровень тестостерона крови не является основополагающим фактором развития ДГПЖ, хотя искусственное его повышение за счет экзогенного введения больших доз гормона используется для индукции у экспериментальных животных изменений состояния простаты, характерных для этого заболевания. Более того, возрастание частоты развития ДГПЖ связано со снижением уровня тестостерона в крови, обусловленным возрастными изменениями или сопутствующими патологическими состояниями, такими как метаболический синдром, сахарный диабет. Более существенную роль играет увеличение трансформации тестостерона в дигидротестостерон, обладающий значительно более выраженной способностью усиливать клеточную пролиферацию, что вызвано увеличением активности 5-редуктазы в ткани простаты. Дополнительным гормональным фактором, усиливающим пролиферацию клеток предстательной железы, является увеличение уровня инсулина в крови. Наряду с гормональными факторами развитие ДГПЖ сопровождается ухудшением кровоснабжения предстательной железы и возможна причинно-следственная связь между развивающейся при этом тканевой гипоксией и возрастанием активности 5-редуктазы. Однако, значимость фактора хронической ишемии предстательной железы, а также его взаимосвязь с гормональным дисбалансом в патогенезе ДГПЖ мало изучена. Изучению именно этого вопроса посвящено данное исследование.
Гармонический анализ биоимпеданса предстательной железы и мочевого пузыря у крыс .
Полученные данные подтвердили мнение ряда исследователей, что концентрация андрогенов в крови может не коррелировать с их содержанием в ткани предстательной железы (van der Sluis T.M. et al., 2012). Увеличение концентрации тестотерона в ткани предстательной железы старых крыс при отсутствии достоверного повышения его концентрации в крови может быть связано со способностью клеток простаты самостоятельно синтезировать андрогены. В ткани простаты человека с признаками ДГПЖ, а также в культуре простатических клеток выявляли ферменты CYP11A1, CYP17A1 HSD3 и HSD173, участвующие в синтезе андрогенов из холестерина с частотой от 16 до 82% (Bennett N.C. et al., 2012). Выраженное увеличение тканевой концентрации дигидротестостерона также может быть связано с этим механизмом, но более вероятно, что это обусловлено повышением активности 5-альфа-редуктазы, трансформирующей тестостерон в дигидротестостерон, что выявляли многие авторы при развитии ДГПЖ (Azzouni F., 2009, Kobayashi et al., 2011, Kumar et al., 2012). Обобщая полученные в этом разделе исследований данные, можно заключить, что у старых крыс формируются возрастные изменения в предстательной железе с увеличением ее массы и гистологическими изменениями, характерными для железистой формы ДГПЖ. Формирование ДГПЖ сопровождается нарушениями регуляции кровоснабжения простаты, ослаблением нейрогенной регуляторной активности, особенно ее симпатического звена, и повышением концентрации дигидротестостерона в крови и обоих андрогенов (тестостерона и дигидротестостерона) в предстательной железе.
Формирование ДГПЖ сопровождается изменениями функционального состояния мочевого пузыря, проявляющимися усилением спонтанных сокращений детрузора в фазу накопления мочи, что характерно для гиперактивности детрузора. Это сочетается с ухудшением кровоснабжения мочевого пузыря при его максимальном наполнении. Признаки нерезко выраженной инфравезикальной обструкции, проявляющейся в росте внутрипузырного давления при начале мочеиспускания, выявлялись у 2/3 животных. Полученные в этом разделе данные о роли различных факторов патогенеза ДГПЖ при спонтанном развитии этого заболевания в дальнейших опытах сравнивали с изменениями, выявляемыми при искусственно вызванной ДГПЖ путем моделирования нарушения кровоснабжения простаты или избыточной андрогенной стимуляцией.
Моделирование ДГПЖ путем создания хронической ишемии тазовых органов. Установив, что при спонтанно развившейся возрастной ДГПЖ у крыс происходит ухудшение регуляции кровоснабжения простаты и мочевого пузыря с выраженным снижением интрамурального кровотока в этих органах при переполнении мочевого пузыря, что может вызывать гипоксию ткани простаты и детрузора, в последующих экспериментах мы попробовали получить ответ на вопрос, может ли хроническая ишемия простаты и мочевого пузыря сама по себе вызвать изменения, характерные для ДГПЖ и сопутствующей дисфункции детрузора.
С этой целью были проведены эксперименты с перевязкой простатических сосудов (модель хронической ишемии предстательной железы) и с сужением нижней полой вены (модель хронической ишемии тазовых органов).
В опытах с перевязкой простатических артерий через 1 месяц выявили значительную атрофию предстательной железы. Ее масса уменьшилась с 0,82±0,04 г до 0,25±0,1 г. Проведенное гистологическое исследование выявило наличие обширных очагов гранулематозного воспаления с участками некроза и аденоза на фоне полнокровия интраорганных сосудов (рис. 13 А). В участках, не подвергшихся этим изменениям, выявляли простатические железы как с атрофированным эпителием, так и с гиперплазированным эпителием (рис. 13 Б). А
Гистологическая картина предстательной железы через 1 месяц после перевязки простатических артерий. А – гранулематозное воспаление с некрозом, полнокровие интраорганных сосудов. Б – простатические железы с атрофичным эпителием (черная стрелка) и с гиперплазированным эпителием (красная стрелка). Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 100.
Эти результаты согласуются с данными других авторов, показавших, что кратковременная острая ишемия (Lekas E. et al., 1999), или хроническое нарушение артериального кровоснабжения предстательной железы (Курбатов Д.Г. и др., 2013, Pisco J.M. et al., 2011) приводят к выраженному уменьшению массы органа за счет активации апоптоза эпителия простатических желез.
Выявленные изменения заставили считать эту экспериментальную модель индукции ДГПЖ неадекватной поставленным задачам. Хотя выявлялись участки пролиферирующего эпителия простатических желез, но выраженные воспалительные изменения и атрофия значительной части простаты делало картину неоднородной и трудной для интерпретации.
В связи с этим в дальнейших экспериментах мы использовали модель хронической ишемии тазовых органов, вызванную сужением нижней полой вены. О важном патогенетическом значении нарушения венозного оттока для развития ДГПЖ сообщалось в публикации Gat Y. et al. (2008), что подтверждало адекватность этой модели для наших исследований.
При исследовании животных через 1 месяц после моделирования выявили, что масса предстательной железы у всех животных превышала значения контрольной серии опытов: 0,82±0,04 г в контроле и 0.98±0.04 г у крыс с ишемией тазовых органов (p 0,05).
Проведенное гистологическое исследование предстательной железы у этих крыс обнаружило как гиперплазию эпителия простатических желез с участками ПИН низкой степени, так и выраженное разрастание стромы железы, что позволяло классифицировать выявленную картину, как стромально-железистую форму ДГПЖ. Также выявляли выраженное полнокровие интраорганных сосудов, характеризующее венозный застой в органе.
Результаты моделирования ДГПЖ путем создания хронической ишемии тазовых органов у крыс
Необходимость изучения этиологии и патогенеза ДГПЖ диктуется тем, что развитие этого заболевания часто выявляют у больных с андрогенной недостаточностью (старческий возраст, наличие метаболического синдрома) (Тюзиков И.А., 2012, Roberts et al. 2004, Berges et al. 2011, Favilla et al. 2010), что ставит под сомнение ведущую роль андрогенных воздействий на индукцию пролиферации клеток предстательной железы (van der Sluis et al., 2012, Jannini et al., 2011), а также у больных с нарушением кровоснабжения тазовых органов вследствие сердечно-сосудистых заболеваний (артериальная гипертония, атеросклероз) и сахарного диабета 2-го типа (Ghafar et al., 2002, Berger et al., 2006). Накапливается все больше данных литературы, свидетельствующих о нарушении кровоснабжения гиперплазированной предстательной железы (Gunzel-Apel et al., 2001, Kojima et al., 2000), что также ставит вопрос об актуальности изучения фактора хронической ишемии предстательной железы в развитии ее гиперплазии. Поскольку имеются серьезные исследования, доказывающие значимость ухудшения кровоснабжения мочевого пузыря при инфравезикальной обструкции в развитии его дисфункции с преобладанием ирритативной симптоматики, изучение значимости этого фактора в патогенезе ДГПЖ позволит уточнить механизм взаимосвязи ДГПЖ и дисфункции мочевого пузыря.
Исходя из этих предпосылок, было проведено экспериментальное исследование на крысах, направленное на изучение роли ишемии тазовых органов в патогенезе ДГПЖ и в развитии сопутствующих нарушений мочеиспускания в сопоставлении с развитием ДГПЖ, обусловленной возрастными изменениями и массивной андрогенной терапией.
В серии экспериментов, в которых изучали роль ишемического и гормонального факторов в развитии возрастных изменений в предстательной железе и мочевом пузыре, соответствующих ДГПЖ у человека, удалось продемонстрировать значимость обоих этих факторов. У старых крыс (возраст 2 года) выявляли достоверное увеличение массы предстательной железы, а при гистологическом исследовании – картину, характерную для железистой формы ДГПЖ. Формирование ДГПЖ сопровождалось как нарушениями в регуляции кровоснабжения предстательной железы и мочевого пузыря, так и изменением гормонального статуса, причем, если в крови отмечали лишь достоверное возрастание концентрации дигидротестостерона при незначительных изменениях уровня тестостерона, то в ткани предстательной железы концентрация обоих гормонов повышалась значительно. Сопутствующим изменением было увеличение концентрации инсулина в крови старых животных, что также могло вносить свой вклад в стимуляцию пролиферации клеток предстательной железы. Нарушение регуляции кровотока в предстательной железе и мочевом пузыре у старых крыс заключалось в исходном уменьшении кровотока в этих органах, более выраженным в мочевом пузыре, а также в его дальнейшем снижении (для предстательной железы) при переполнении мочевого пузыря, тогда как у молодых крыс при этом происходило увеличение кровоснабжения этих органов в 2,5-3 раза.
Ухудшение кровоснабжения мочевого пузыря у старых крыс с ДГПЖ при его переполнении можно связать как с возрастными изменениями в самих интраорганных сосудах, приводящими к уменьшению их чувствительности к вазоактивным воздействиям (по аналогии с эндотелиальной дисфункцией в кавернозных телах, ведущих к нарушению эрекции у пожилых мужчин), так и с изменениями в нейро-рецепторном аппарате мочевого пузыря, вторично отражающихся на регуляции его кровоснабжения. Аналогичные изменения в гиперплазированной предстательной железе, на наш взгляд, имеют рефлекторный характер и обусловлены общностью кровоснабжения и иннервации простаты и мочевого пузыря. Простатические артерии у крыс, кровоснабжающих большую часть латеральных долей предстательной железы, являются ветвями нижних мочепузырных артерий, а иннервация обоих органов осуществляется из нижнего подчревного сплетения.
Участие нейрогенного компонента в нарушении регуляции интраорганного кровотока у крыс с ДГПЖ подтвердилось в наших исследованиях при использовании методики гармонического анализа биоимпеданса.
Прежде всего, мы выявили уменьшение суммарной нейрогенной активности в мочевом пузыре и предстательной железе старых крыс, как в состоянии покоя, так и при функциональной нагрузке мочевого пузыря (его переполнение), тогда как у молодых крыс при переполнении мочевого пузыря нейрогенная активность в обоих органах возрастала. Эти изменения отражают уменьшение возможностей автономной нервной системы участвовать в регуляции функциональной активности органов у старых животных с развившейся ДГПЖ. Другим важным изменением было смещение баланса симпато-парасимпатических влияний на предстательную железу и мочевой пузырь у старых крыс с ДГПЖ в сторону преобладании парасимпатической (холинэргической) активности, тогда как у молодых животных преобладали симпатические (адренэргические) влияния. Преобладание адренэргических воздействий вегетативной нервной системы на мочевые пути в фазу накопления мочи выявили и при физиологических исследованиях на здоровых людях (Бердичевский В.Б. и др., 2013). Симпатическая активность нарастала с появлением позыва мочеиспускания до максимального наполнения мочевого пузыря. Активизация парасимпатических воздействий происходила в фазу мочеиспускания и короткого периода после его завершения. Следствием такого сдвига нейрогенного баланса в мочевом пузыре могло быть повышение возбудимости детрузора в фазу накопления мочи, что проявилось в наших исследованиях в увеличении амплитуды спонтанных колебаний тонуса мочевого пузыря и внутрипузырного давления, то есть, изменений, характерных для гиперактивности детрузора, что часто выявляется у мужчин с ДГПЖ как на фоне выраженной инфравезикальной обструкции, так и при незначительных ее проявлениях (Абоян И.А. и др., 2013)
В отношении гиперплазированной предстательной железы интерпретация влияния увеличения относительной значимости парасимпатических воздействий на состояние органа затруднено в связи с ограниченностью и разноречивостью имеющихся данных литературы. Одни авторы приводят данные, свидетельствующие, что холинэргическая стимуляция путем активации М3-холинорецепторов повышает тонус и усиливает ритмические сокращения простаты (White C.W. et al., 2011), тогда как другие авторы связывают этот эффект со стимуляцией -адренорецепторов (Kojima Y. et al., 2008, Oger S. et al., 2009, Lu C.C. et al., 2011, White C.W. et al., 2013). Косвенным подтверждением этому являются данные Barendrecht M.M. et al. (2008) и Chakrabarty B. et al. (2014), согласно которым -адреноблокаторы уменьшают спонтанную сократительную активность и тонус простаты. Возможно, эти различия связаны с видовыми особенностями использованных экспериментальных животных. В то же время по данным Roosen A. et al. (2009) сокращения выходного отдела мочевого пузыря и простаты реализуются как через адренэргические, так и через холинэргические механизмы с синергичным действием обоих путей. Это является обоснованием фактов о более высокой эффективности комбинации альфа-адреноблоркаторов и М-холинолитиков с целью уменьшения тонуса нижних мочевых путей по сравнению с монотерапией этими препаратами (Иващенко В.А., 2013, Е.Н.Голубцова и др., 2013, Есилевский Ю.М., 2013).