CC BY
89
УДК 616-006.6-091
АНАТОМИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ РАЗВИТИЯ И ОСОБЕННОСТИ ТЕЧЕНИЯ КАНЦЕРОМАТОЗА БРЮШИНЫ
С.В. Соломенный, К.Ш. Ганцев, Ш.Р. Кзыргалин, Р.С. Минигазимов
Научно-исследовательский институт онкологии ГБОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет», г. Уфа, Россия
e-mail: [email protected]
Цель исследования. Оценить состояние серозно-лимфатических люков париетальной брюшины и рассмотреть их роль в патогенезе диссеминации раковых клеток по брюшине с точки зрения альтернативной теории развития канцероматоза брюшины.
Материалы и методы. Изучались анатомические материалы париетальной брюшины диафраг-мальной и тазовой областей, взятые у скоропостижно скончавшихся пациентов. Исследование рельефа поверхности брюшины проводилось методом трехмерной световой микроскопии в объемном изображении с помощью 6-, 12- и 25-кратных объективов традиционным светооптиче-ским микроскопом. В качестве инструмента для углубленного наноанатомического исследования использовался сканирующий растровый электронный микроскоп Tescan Vega-3SBH (Чехия). Сушка и чистка поверхности образцов от загрязнения осуществлялись ионно-плазменным травлением с помощью установки Fine coat Ion sputter JFC 1100 (JEOL, Япония).
Результаты. В рамках исследования проведен анализ изображений интактной париетальной брюшины диафрагмальной и тазовой областей. Фокус внимания был направлен на оценку состояния серозно-лимфатических люков, субмезотелиальных рельефообразующих структур как наиболее значимых в патогенезе канцероматоза брюшины с точки зрения лимфогенной (альтернативной) теории метастазирования рака.
Заключение. Проведенные исследования позволили более детально изучить анатомические особенности интактной париетальной брюшины и понять механизмы развития перитонеального кан-цероматоза с точки зрения альтернативной теории. Вышеописанная теория развития перито-неального канцероматоза, не исключающая имплантационный характер поражения брюшины при раке, позволяет несколько по-иному рассматривать процесс метастазирования рака органов брюшной полости.
Ключевые слова: брюшина, канцероматоз, серозно-лимфатический люк, минерализация, растровая электронная микроскопия.
Введение. Большинство исследователей при изучении брюшины сталкиваются с проблемами четкого определения функций этого органа. С морфологической точки зрения брюшина представляет собой защитную мембрану, анатомо-физиологические особенности которой обеспечивают наилучшую протективную функцию [1-4].
Значительное количество работ как отечественных, так и зарубежных авторов посвящено изучению строения и функции брюшины, при этом не найдено единого подхода к оценке некоторых особенностей ее строения и функции [1, 5].
Функция брюшины в организме полностью не изучена, однако она, несомненно, является жизненно важной системой. Брюшина имеет очень большую поверхность, которую
можно сравнить с поверхностью кожи: по данным М.А. Барона (1949), общая площадь брюшины человека составляет примерно 21 986 см2, поверхности кожи - 22 167 см2. Различают висцеральный и париетальный листки брюшины. Первый из них имеет толщину 45-70 мкм, второй - 90-130 мкм [6]. При микроскопическом исследовании брюшины обнаруживается соединительнотканная основа из густой сети коллагеновых и эластических волокон. Полость брюшины (по площади ее стенок) представляет собой наибольшее внесосу-дистое пространство организма. Объем ее содержимого в физиологических условиях составляет всего до 50 мл прозрачной жидкости с удельным весом меньше 1016 и с содержанием белка около 3 г/л. Свойства брюшины определяются также ее микроциркуляторным
руслом. Существуют различия между кровообращением и лимфооттоком. Особенность микроциркуляции лимфы заключается в том, что она является полуоткрытой системой. При этом лимфоотток на макроуровне тесно связан с венозным руслом. Взаимоотношения между кровеносной и лимфатической микроциркуляцией (соотношение фильтрации через венулы и резорбции через лимфатические капилляры) в брюшине подчиняются общим гидродинамическим закономерностям микроциркуляции, определяющим тканевой гомеостаз [7].
Особую роль в резорбции жидкости из брюшной полости играют лимфатические капилляры диафрагмальной брюшины - терминальные лимфатические лакуны. Диафраг-мальная брюшина построена весьма своеобразно. В утолщенных участках коллагеново-волокнистые пучки плотно сращены друг с другом. Истонченные участки соответствуют местам расхождения пучков глубокого колла-геново-эластического слоя. Они ограничивают овальной формы просветы, через которые к поверхности брюшины поднимаются лимфатические сосуды и лимфатические капилляры. Это серозно-лимфатические люки, определяющие специфическую резорбирующую способность диафрагмальной брюшины. Визуально поверхность брюшины в норме является относительно ровной, гладкой и блестящей. При световой микроскопии обнаруживаются истонченные участки брюшины, которые соответствуют местам расхождения пучков кол-лагеновых волокон поверхностного волнистого коллагенового слоя и глубокого коллагено-во-эластического слоя. Они образуют овально-округлой формы углубления поверхности брюшины размерами от 0,1 до 2 мм.
В построении рельефа поверхности как диафрагмальной, так и тазовой брюшины участвует поверхностный волнистый слой. Он отчетливо визуализируется на всем протяжении в виде высокоамплитудных колла-геновых волокон, консолидированных в отдельные пучки диаметром 5-20 мкм. Посредством люков осуществляется резорбционная функция брюшины, которая может изменяться при многих патологических состояниях. Немалое значение также имеет их количественное распределение в брюшине. По мере
появления и увеличения этих отверстий проницаемость брюшины для различных веществ резко увеличивается. Общепризнанным фактом является всасывание кристаллоидов в кровеносные и лимфатические сосуды брюшины, а коллоидов и взвесей -только в лимфатические пути [8-10].
Перемещение жидкости и растворенных в ней веществ может происходить только при наличии механизмов резорбции этой жидкости. Для практической онкологии важным является ток биологических жидкостей в брюшине и около нее. Эти направления связаны со свойствами различных отделов мик-роциркуляторного русла и могут меняться при патологических состояниях. Кровеносная и лимфатическая микроциркуляторные системы брюшины функционируют в тесной связи друг с другом. Фильтрация жидкости из сосудов в ткань осуществляется в кровеносной системе брюшины, а реабсорбция - из тканей во внутреннюю среду, главным образом лимфатическими капиллярами. Вместе с тем в каждом участке брюшины существуют свои особые взаимоотношения между кровеносным и лимфатическим микроциркулятор-ными руслами [11]. Непосредственно под ме-зотелием имеется поверхностная сеть кровеносных капилляров. Крупные и мелкие артерии, вены, венулы и капилляры расположены в более глубоком - коллагеновом слое париетальной брюшины. Плотность кровеносных капилляров на поверхности брюшины превышает плотность лимфатических капилляров. Особое расположение эндотелиоцитов в капиллярах брюшины способствует тому, что ядросодержащие части этих клеток, находясь друг против друга, при набухании перекрывают просвет капилляра.
Брюшина имеет две сети лимфатических капилляров - поверхностную и глубокую. В пристеночной брюшине боковой стенки живота, диафрагмальной области и брюшине печени лимфатические капилляры лежат более поверхностно, чем кровеносные, а в брюшине передней и задней брюшных стенок кровеносные капилляры располагаются над лимфатическими. Эти соотношения важны для понимания функциональных свойств различных участков брюшины, в частности для объяснения
механизмов преобладания процессов резорбции или транссудации жидкости, а также развития перитонеального канцероматоза [10, 13].
Весьма своеобразно построена диафраг-мальная брюшина. В ней расположены многочисленные серозно-лимфатические люки, энергично всасывающие не только полостную жидкость, но и взвешенные в ней клеточные элементы и частицы. Их можно обнаружить невооруженным глазом в виде белесоватых участков. В утолщенных участках коллагеново-волокнистые пучки плотно сращены друг с другом. Истонченные участки соответствуют местам расхождения пучков глубокого коллагеново-эластического слоя. Они ограничивают овальной формы просветы, через которые к поверхности брюшины поднимаются лимфатические сосуды и лимфатические капилляры. Это серозно-лимфа-тические люки, описанные главным образом как «насасывающие люки», определяющие специфическую резорбирующую способность диафрагмальной брюшины [12].
Цель исследования. Оценить состояние серозно-лимфатических люков и субмезоте-лиальных рельефообразующих структур ин-тактной диафрагмальной и тазовой брюшины по данным светооптической и электронной микроскопии и рассмотреть их роль в патогенезе диссеминации опухолевых клеток по брюшине с точки зрения альтернативной (лимфогенной) теории.
Материалы и методы. Для достижения поставленной цели были изучены анатомические материалы париетальной брюшины диа-фрагмальной и тазовой областей, взятые у скоропостижно скончавшихся пациентов (4 случая), не имевших в анамнезе онкологических заболеваний. Возраст пациентов составлял 5560 лет. Размеры исследуемых образцов для сканирующей электронной микроскопии, а также для световой микроскопии составляли 30 мм2, для трехмерной светооптической микроскопии - 1500 мм2. В качестве инструмента для углубленного наноанатомического исследования использовался сканирующий растровый электронный микроскоп Tescan Vega-3SBH (Чехия), управляемый через персональный компьютер с энергодисперсионной приставкой для элементного микроанализа и вакуу-
мирования образцов. Сушка и чистка поверхности образцов от загрязнения осуществлялась ионно-плазменным травлением с помощью установки Fine coat Ion sputter JFC 1100 (JEOL, Япония). Исследование рельефа поверхности брюшины проводилось с помощью традиционного оптического светового микроскопа плоского поля в отраженном свете при одностороннем косом падающем освещении от источника света, установленного выше уровня поверхности предметного столика. Микрорельеф поверхности пленчатых препаратов изучался в объемном изображении с помощью 6-, 12- и 25-кратных объективов.
Результаты и обсуждение. Методами общегистологических исследований и трехмерной световой микроскопии с помощью светооптических микроскопов нами были обнаружены и изучены люки диафрагмальной и тазовой брюшины, имеющие разные формы и размеры, с консолидированными в трабекулы коллагеновыми волокнами (рис. 1, 2).
Лимфатические сосуды или лимфатические капилляры, формирующие люк, часто имеют значительные размеры (200-25 мкм в диаметре) и называются синусоидными капиллярами. Лимфатический капилляр люка по периферии окружен коллагеново-волок-нистым каркасом. Значительная часть колла-геновых волокон стенок этого каркаса консолидирована в трабекулы, укрепляющие противоположные стенки люка (рис. 2). В свою очередь участки поверхностного коллагено-во-эластического слоя брюшины, к которым примыкает лимфатический капилляр, имеют значительные изменения, адаптивные к функции люков. В частности, поверхностный коллагеново-эластический слой с плотно прилегающими друг к другу спиралевидными коллагеновыми волокнами приобретает окончатый вид. При этом одинарный ряд коллагеновых волокон, собираясь в пучки, создает «окна разряжения» поверхностного коллагеново-волнистого слоя. Данные образования определяются и при традиционной световой микроскопии, однако при электронной микроскопии, особенно при растровой, выявляются своеобразной формы отверстия разного диаметра, имеющие существенное морфофункциональное значение (рис. 3).
Рис. 1. Интактный участок левого купола диафрагмы: 1 - интимальная поверхность диафрагмальной брюшины;
2 - просвет серозно-лимфатического люка;
3 - трабекула, укрепляющая стенки люка. Окраска гематоксилин-эозином, ув. ><150
Рис. 2. Поверхность интактной диафрагмальной брюшины: 1 - серозно-лимфатический люк; 2 - поверхностный волнистый коллагеновый слой. Пленочный препарат. Импрегнация аммиачным раствором нитрата серебра. Падающее отраженное освещение, ув. ><150
Рис. 3. Сканограмма участка интактной париетальной брюшины (диафрагмальная область) после слущивания мезотелиального покрова. Маркированы множественные крупные серозно-лимфатические люки разных форм и размеров. Трабекула серозно-лимфатического люка (указана стрелкой). Ув. ><939
Принципиально важными предпосылками развития перитонеального канцероматоза в полости брюшины, с нашей точки зрения, являются серозно-лимфатические люки, через которые реализуется выход раковых клеток на поверхность брюшины. Движущей силой для перемещения раковых клеток являются дыхательные движения диафрагмы. Они сопровождаются попеременным сжатием и расширением лимфатических сосудов люков. Между клетками мезотелия образуются мельчайшие отверстия, способные значительно увеличиваться при некоторых состояниях брюшины. В перфорированной пограничной мембране количество отверстий возрастает. В поверхностном волнистом коллагеновом слое имеются крупных размеров «окна разряжения». Отверстия во всех этих трех слоях брюшины над люками дают возможность свободно проходить одиночным клеткам полостной жидкости и мелким частицам в лимфатические капилляры. В просветах люков
лимфатические микрососуды непосредственно примыкают к перфорированным слоям истонченных участков брюшины.
Помимо диафрагмальной брюшины, подобные люки встречаются также в париетальной брюшине малого таза. В этих участках лимфатические сосуды располагаются непосредственно в подпокровных слоях брюшины, и при исследовании в объемном изображении их можно обнаружить на поверхности брюшины в виде слепо открывающихся крупных отверстий - люков. В данных участках серозно-лимфатические люки часто имеют разные формы и размеры. Встречаются люки малых размеров -до 5-10 мкм и относительно крупные -до 50 мкм и более. При этом в тазовой брюшине люки расположены более плотно, чем в диафрагмальной, и имеют значительно меньшие размеры. С точки зрения оценки факторов перитонеального канцероматоза необходимо учитывать, что в патологических
условиях соотношение всасывания и транссудации может резко изменяться и «всасывающие» участки на какой-то период становятся «транссудирующими» и наоборот. В соответствии с движением лимфы от органов брюшной полости в грудной лимфатический проток человека и до места его впадения в венозные сосуды для удобства изучения вопроса перитонеального канцероматоза Ш.Х. Ганцевым была предложена классификация лимфатического оттока в брюшной полости по уровням (рис. 5) [4].
Данная классификация, исходящая из анатомических предпосылок, позволяет изучать распространение раковых клеток поэтапно на каждом из вышеназванных уровней в зависимости от локализации опухоли.
На рис. 5, 6 представлена схема развития и масштаб перитонеального канцероматоза в зависимости от уровня поражения лимфатического дренажа. Так, если лимфатический блок наступает на II уровне, то канцероматоз имеет практически местный масштаб. При
блоке IV и особенно V уровня может наблюдаться тотальный канцероматоз. Безусловно, эта степень нарушения лимфоциркуляции имеет системный масштаб. Вышеописанная теория развития перитонеального канцерома-тоза, не исключающая имплантационный характер поражения брюшины при раке, позволяет несколько по-иному рассматривать процесс метастазирования рака органов брюшной полости.
Заключение. Анатомическая разнородность брюшины на всем ее протяжении обусловливает различия в ее функциональном «поведении», в т.ч. и при развитии канцеро-матоза. В этом плане строение и роль брюшины как компонента лимфатической системы, на наш взгляд, изучены недостаточно полно. Исследования в данном направлении позволят более детально понять механизмы развития перитонеального канцероматоза и разработать соответствующие методы для его предотвращения, а также лечения уже развивающегося процесса.
Рис. 4. Сканограмма участка интактной париетальной брюшины тазовой области. Множественные серозно-лимфатические люки (указаны стрелкой). Ув. ><939
Рис. 5. Уровни лимфатического оттока от органов и систем органов брюшной полости [4]: 1 уровень (А) - локальная лимфатическая сеть органов; 2 уровень (В) - внеорганные лимфатические сосуды и лимфатические узлы звена оттока лимфы;
3 уровень (С) - «воронка», сформированная внеорганными лимфатическими сосудами
брюшной полости, забрюшинного пространства;
4 уровень (О) - грудной лимфатический проток; 5 уровень (Е) - лимфовенозный шлюз
Рис. 6. Масштаб развития перитонеального канцероматоза в зависимости от уровня разгрома лимфатического дренажа органов и систем органов брюшной полости [4]
Литература
1. Иванова В. Ф. Роль мезотелия париетальной брюшины в процессе всасывания истинных растворов и взвеси туши из брюшной полости. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 1986; 10: 1258-1261.
2. Димитров Н.Г. К микроскопической анатомии кровеносных сосудов диафрагмы. В кн.: Морфологические основы микроциркуляции. М.; 1965: 90-97.
3. Кораблев А.В. Петлевидный рост сосудов как основополагающий принцип васкулогенеза. Архив АГЭ. 1990; 99 (10): 45-52.
4. Ганцев Ш.Х. Перитонеальный канцероматоз - новый взгляд на проблему. Креативная онкология и хирургия. 2013; 1. URL: http://eoncosurg.com/?p=3294 (дата обращения: 13.09.2015).
5. Baez S. Bayliss response in the microcirculation. Fed. Proc. 1968; 27: 1410-1415.
6. FlessnerM.F. The importance of the interstitium in peritoneal transport. Pent. Dial. Int. 1996; 16: 76-79.
7. Healy J.C. The peritoneum, mesenteries and omenta: normal anatomy and pathological processes. Eur. Radiol. 1998; 8 (6): 886-900.
8. Johnson P.C. The microcirculation and local and humoral control of the circulation. Cardiovascular physiology. 1974; 1 (2): 163-171.
9. Tsilibary E.C., Wissing S.L. Lymphatic absorption from peritoneal cavity: regulation of patency of mesothelial stomata. Microvasc. Res. 1983; 25 (1): 22-39.
10. Fedorko M.E. Studies on transport of macromolecules and small particles across mesothelial cells of the mouse omentum (I. Morphologiec aspects). Exp. Cell. Res. 1971; 69: 113-127.
11. Shinohara H., Kominami R., Taniguchi Y. The distribution and morphology of lymphatic vessels on the peritoneal surface of the adult human diaphragm, as revealed by an ink-absorption method. Okajimas Folia Anat. Jpn. 2003; 79 (6): 175-183.
12. Krediet R.T. Peritoneal membrane failure in peritoneal dialysis patients. Struijk Blood Purif. 2002; 20: 489-493.
ANATOMICAL PRECONDITIONS FOR DEVELOPMENT AND CLINICAL COURSE FOR PATIENTS WITH PERITONEAL CARCINOMATOSIS
S.V. Solomenny, K.Sh. Gantsev, Sh.R. Kzyrgalin, R.S. Minigazimov
Scientific Research Institute of Oncology, Bashkir State Medical University, Ufa, Russia
e-mail: [email protected]
Objective. The objective of the paper is to evaluate serous lymph hatches (SLHs) of parietal peritoneum and to examine their influence on pathogenesis of cancer cell dissemination. The authors take into consideration alternative theories of peritoneal carcinomatosis (PC) development.
Materials and Methods. Anatomic materials of parietal peritoneum from diaphragm to pelvic floor taken from fresh cadavers were examined. Studies of peritoneal surface area were performed using three-dimensional light microscopy (3-D image; 6-, 12-, and 25-multiple lenses; light-optical microscope). Scanning electron microscope Tescan Vega-3SBH (Czech Republic) was used for in-depth nano-anatomical study. Fine coat Ion sputter JFC 1100 (JEOL, Japan) was used to dry and clean the samples by means of ion-plasma etching.
Results. Image analysis of the intact parietal peritoneum from diaphragm to pelvic floor was conducted during the trial. The authors focused their attention on evaluation of serous lymph hatches, submesothelial relief-forming structures, being the most important ones in pathogenesis of peritoneal carcinomatosis in terms of lymphogenous (alternative) cancer metastasis theory.
Conclusion. The research conducted allowed to examine anatomical features of the intact parietal peritoneum in detail and to understand the mechanisms of PC development from the perspective of alternative theories. The abovementioned theory of PC development does not exclude the implant nature of peritoneal lesion in cancer. It helps to consider metastasis of the peritoneal cancer in a different way.
Keywords: peritoneum, carcinomatosis, serous lymph hatch, mineralization, scanning electron microscopy.
References
1. Aleknerov E.E. Otsrochennye radikal'nye operatsii pri ostrom nagnoenii epitelial'nogo kopchikovogo khoda: dis. ... kand. med. nauk [Delayed radical operation in acute maturation of pilonidal sinus: cand. med. sci. diss.]. Moscow; 2002. 118 (in Russian).
2. Vorob'ev G.I. Osnovy koloproktologii [Basics of Coloproctology]. Moscow; 2006. 240 (in Russian).
3. Kartashev A.A., Charyshkin A.L., Evtushenko E.G. Sposob khirurgicheskogo lecheniya bol'nykh epitelial'nym kopchikovym khodom [The method of surgical treatment of patients with pilonidal cyst]. Khirurg. 2011; 1: 3-5 (in Russian).
4. Valieva E.K. Optimizatsiya khirurgicheskikh metodov lecheniya bol'nykh s nagnoivshimsya epitelial'nym kopchikovym khodom: avtoref. dis. ... kand. med. nauk [Optimization of surgical treatment of patients with maturation of pilonidal sinus: cand. med. sci. diss. abs.]. Ufa; 2006. 28 (in Russian).
5. Kartashev A.A., Smol'kina A.V. Analiz posleoperatsionnykh oslozhneniy posle issecheniya epitelial'nogo kopchikovogo khoda [Analysis of postoperative complications after excision of pilonidal sinus]. Vestnik Sankt-Peterburgskogo universiteta. Ser. 11. Meditsina: prilozhenie. 2010: 757 (in Russian).
6. Denisenko V.L. Optimizatsiya lecheniya epitelial'nogo kopchikovogo khoda, oslozhnennogo abstsessom [Optimization of treatment of epithelial coccygeal, complicated by abscess]. Novosti khirurgii. 2008; 16 (1): 55-61 (in Russian).
7. Koplatadze A.M., Kim S.D. Sravnitel'naya otsenka razlichnykh metodov khirurgicheskogo lecheniya epitelial'nogo kopchikovogo khoda [Comparative analysis of different methods of surgical teatment of epithelial coccygeal]. Koloproktologiya. 2009; 2: 8-12 (in Russian).
8. Matveev A.I., Matveev I.A., Drozdetskiy N.I., Mazarak M.S. Modifitsirovannyy sposob ushivaniya rany mezh'yagodichnoy skladki posle issecheniya nagnoivshegosya epitelial'nogo kopchikovogo khoda [Modified method of intergluteral fold wound sealing after excision of maturated epithelial coccygeal]. Meditsinskaya nauka i obrazovanie Urala. 2008; 5: 28-29 (in Russian).
9. Lavreshin P.M., Gobedzhishvili V.K. Sposob khirurgicheskogo lecheniya epitelial'nogo kopchikovogo khoda, oslozhnennogo mnozhestvennymi svishchami [Method of surgical treatment of the epithelial coccygeal track complicated by numerous fistulas]. Vestnik khirurgii im. I.I. Grekova. 2007; 166 (4): 63-65 (in Russian).
10. Rivkin V.L., Bronshteyn A.C., Fayn S.N. Rukovodstvo po koloproktologii [Coloproctology manual]. Moscow: Meditsina; 2001. 168 (in Russian).
11. Pomazkin V.I., Mansurov Yu.V. Vybor operatsii dlya lecheniya bol'nykh s epitelial'nym kopchikovym khodom [Choice of operation for treatment of patients with pilonidal sinus]. Vestnik khirurgii im. I.I. Grekova. 2008; 167, 1: 85-87 (in Russian).
12. Akincr O.F., Coskun A., Uzunkoy A. Simple and effective surgical treatment of pilonidal sinus: asymmetric excision and primary closure using suction drain and subcuticular skin closure. Dis. Col. Rect. 2000; 43: 701-705.
