CC BY
48
^^/ребёнка
Kaíhíhhq пед1атр1я / Clinical Pediatrics
УДК 616.345:616.72-002:591.4:616-092.4
КАЛАДЗЕH.H., ФИЛОНЕНКО Т.Г., СИЗОВА O.A. ГУ «Крымский государственный медицинский университет имени С.И. Георгиевского», г. Симферополь
ОСОБЕННОСТИ УЛЫРАСТРУКТУРНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ СЛИЗИСТОЙ ТОЛСТОГО КИШЕЧНИКА ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ МОДЕЛИРОВАНИИ АДЪЮВАНТНОГО АРТРИТА
Резюме. В ходе эксперимента доказано включение компенсаторных реакций, которые проявляются в увеличении количества функционально активных бокаловидных клеток и направлены на восстановление слизистого барьера толстой кишки.
Ключевые слова: ультраструктура, электронная микроскопия, толстая кишка, ювенильный ревматоидный артрит.
Особое место среди хронических воспалительных заболеваний суставов у детей занимает ювенильный ревматоидный артрит (ЮРА), для которого характерно преобладание серонегативных форм, острое начало, ранняя генерализация с выраженным экссудативным компонентом в суставах, тяжелое течение. В силу вариабельности клинической картины, сложности использования общепринятых диагностических критериев ранняя диагностика ЮРА особенно трудна. Кроме того, базисная терапия требует длительного применения, токсична и может вызывать различные осложнения, приводящие к инвалидизации.
В литературе имеются данные, что в слизистой оболочке прямой кишки при ревматоидном артрите возникает ряд изменений, не соответствующих банальному хроническому воспалению, а длительность заболевания и базисная терапия отражаются на структуре слизистой оболочке прямой кишки. Некоторыми исследователями установлены возможные критерии прогнозирования эффективности терапии в зависимости от исходного состояния слизистой оболочки прямой кишки. Однако неизученной остается ультраструктурная организация компонентов слизистой оболочки толстой кишки в условиях хронического системного аутоиммунного воспаления при ЮРА.
Цель исследования: определить ультраструктурные особенности в слизистой толстой кишки при моделировании ювенильного ревматоидного артрита у экспериментальных животных.
Материалы и методы
Материалом для трансмиссионной электронной микроскопии (ТЭМ) стали фрагменты слизистой толстого кишечника, взятые у 16 исследуемых крыс породы Wistar, которым моделировали артрит адъ-ювантом Фрейнда в соответствующих дозировках. Экспериментальная модель сопоставима с детским возрастом человека. С целью контроля исследовали толстый кишечник у 5 здоровых крыс.
Фиксацию и проводку для ТЭМ осуществляли по стандартной методике. Полутонкие срезы (1 мкм) изготавливали на микроультратоме SEO UMC (Украина), окрашивали метиленовой синью и просматривали в световом микроскопе для ориентировочного определения характера материала. После этого на том же ультратоме изготавливали тонкие срезы (30—60 нм), которые после окраски по Рейнольдсу просматривали на электронном микроскопе ПЭМ-125 К (Украина) и фотографировали на пленку Kodak при увеличении от 1000 до 30 000.
Результаты исследования и их обсуждение
Согласно литературным данным и собственным результатам исследования, стенка толстой кишки у животных контрольной группы образована слизистой оболочкой, подслизистой основой, мышечной
© Каладзе Н.Н., Филоненко Т.Г., Сизова О.А., 2013 © «Здоровье ребенка», 2013 © Заславский А.Ю., 2013
КлШчна пед1атр1я / Clinicаl Pediatrics
и серозной оболочками. Слизистая оболочка имеет многочисленные складки и на всем протяжении одинаковое гистологическое строение. Вся поверхность слизистой оболочки и крипт покрыта однорядным цилиндрическим эпителием. Эпителий слизистой оболочки толстой кишки — однослойный призматический. Он состоит из цилиндрических эпителиоцитов (каемчатых и бескаемчатых), бокаловидных экзокриноцитов, отдельных эндокрино-цитов и малодифференцированных (камбиальных) клеток. Наличие огромного количества бокаловидных экзокриноцитов коррелирует с необходимостью выделения слизистого секрета, который облегчает проведение пищевых масс по кишечнику. В собственной пластинке слизистой оболочки обнаруживаются многочисленные лимфоидные скопления, что является защитным механизмом от микробов. Мышечная пластинка представлена циркулярным (внутренним) и продольным (наружным) слоями гладких миоцитов. В рыхлой волокнистой соединительной ткани подслизистой основы располагаются нервные и сосудистые элементы, скопления липо-цитов.
В слизистой оболочке толстой кишки в условиях моделированного ЮРА у экспериментальных животных возникает ряд изменений, не соответствующих банальному хроническому воспалению, на что указывают и другие исследователи. В собственной пластинке обнаруживаются периваскулярный воспалительный инфильтрат и васкулит.
Обращают на себя внимание расширенные сосуды, в просветах которых определяются эритроциты, лимфоциты, макрофаги, нейтрофилы и эозинофи-лы, а также ультраструктурные изменения эндоте-лиальных клеток, проявляющиеся дистрофическими и деструктивными изменениями органелл.
Ядра эндотелиоцитов имеют фестончатый вид, ядерный хроматин в виде осмиофильных глыбок сконцентрирован вдоль ядерной мембраны. Центральная часть матрикса ядра содержит гранулы де-конденсированного хроматина с низкой электронной плотностью. Митохондрии эндотелиоцитов
Рисунок 1. Просвет сосуда. Нейтрофил (Нф). Эритроцит (Эр). Эндотелиоцит (Эн). ТЭМ. Увеличение 6000
обладают средней электронной плотностью и гомогенным матриксом. Кристы значительного числа митохондрий не выявляются. Отдельные митохондрии содержат тотально лизированные кристы и грубоволокнистый матрикс. Цистерны гранулярного эндоплазматического ретикулума расширены и представляют собой электронно-прозрачные вакуоли. Отмечается обеднение мембран рибосомами. Комплекс Гольджи редуцирован и представлен отдельно лежащими, беспорядочно ориентированными гладкими мембранами, вблизи которых располагаются крупные электронно-прозрачные вакуоли, первичные и вторичные лизосомы, а также включения липидов. Цитоплазма отростков эндотелио-цитов истончена и содержит небольшое количество электронно-прозрачных микропиноцитозных пузырьков. Базальная мембрана разрыхлена (рис. 1).
Такие ультраструктурные изменения определяют эндотелиальную дисфункцию, приводящую к расширению межэндотелиальных щелей и диапеде-зу клеток воспалительного ряда. Периваскулярный воспалительный инфильтрат состоит в основном из лимфоцитов, тучных клеток и макрофагов с высокой функциональной активностью (рис. 2).
В собственной пластинке слизистой толстой кишки также определяются характерные для нее лимфоидные фолликулы, отвечающие за систему местного иммунитета. На электроннограмме визуализируется часть лимфоидного узелка, представленного малыми и большими лимфоцитами, а также функционально активной плазматической клеткой. Лимфоциты и плазмоциты имеют округлое с инвагинациями ядро и узкую полоску цитоплазмы. В ядрах отмечается большое количество электрон-но-оптически плотных скоплений хроматина, свидетельствующих о функциональной активизации лимфоидных клеток, определяющих персистенцию иммунного ответа (рис. 3).
Цилиндрические эпителиальные клетки призматической формы имеют на своей апикальной поверхности хорошо выраженные микроворсин-
Рисунок 2. Воспалительный инфильтрат: тучная клетка (ТК), лимфоциты (Лф), макрофаг (Мф). Просвет капилляра с эритроцитами (К). ТЭМ. Увеличение 6800
№ 1(44) • 2013
www.mif-ua.com
19
KëiHi4Ha neAiorpifl / Clinical Pediatrics
Рисунок 3. Лимфоциты (Лф). Плазматическая клетка (ПК). ТЭМ. Увеличение 6800
ки, покрытые слоем гликокаликса, выполняющего барьерную защитную функцию. В некоторых ко-лоноцитах появляются дефекты микроворсинок (изменение формы и угла наклона, очаговая фрагментация). Секреторные гранулы в таких клетках не обнаруживаются или определяются в виде мелких включений. Ядро колоноцита округлое, с конденсацией эухроматина по периферии, причем центральная часть ядра имеет низкую электронную плотность (рис. 4). Обращает на себя внимание большое количество различных по размеру митохондрий, большинство которых — с сохраненными правильно ориентированными кристами, что свидетельствует об их повышенной компенсаторной энергетической активности. Тем не менее обнаруживаются митохондрии с просветленным матрик-сом и дезорганизацией крист.
Среди эпителиоцитов слизистой толстой кишки визуализируется большое количество бокаловидных клеток, которые находятся в состоянии экзоци-тоза. В апикальной части цитоплазмы скапливается большое количество секреторных гранул низкой электронной плотности. Мембраны гранул разрываются, и слизь заполняет всю апикальную часть бокаловидной клетки, отодвигая все ультраструктурные компоненты к базальной части. Ядра таких функционально активных клеток располагаются в базальной части цитоплазмы, имеют овальную форму с незначительными инвагинациями карио-леммы и перераспределением эухроматина по периферии. Формирующиеся молодые секреторные гранулы находятся вблизи ядра, имеют умеренную электронную плотность и окружены гранулярными профилями эндоплазматической сети (рис. 4). Кроме того, в эпителиальной выстилке встречаются эн-докриноциты и клетки Панета, располагающиеся в криптах.
Таким образом, анализ электронно-микроскопического исследования слизистой толстой кишки при экспериментальном адъювантном артрите позволил выделить некоторые особенности.
Основные изменения определяются в собственной пластинке слизистой оболочки толстой кишки
Рисунок 4. Фрагмент слизистой толстой кишки. Бокаловидная клетка (БК). Секреторные гранулы (СГ). Эпителиоцит (Эп). Ядро (Я). Канальцы эндоплазматической сети (стрелки). ТЭМ. Увеличение 5000
и характеризуются в первую очередь ультраструктурными признаками гидропической дистрофии эндотелиоцитов и эндотелиальной дисфункцией. Наличие воспалительного инфильтрата вокруг сосудов, а именно лимфоцитов, эозинофилов, тучных клеток и крупных функционально активных макрофагов, определяет аутоиммунную природу васкули-та и колита. Функционально активные лимфоидные фолликулы свидетельствуют о наличии адекватного иммунного ответа на воспалительный процесс.
В поверхностном эпителии в основном имеют место обратимые дистрофические процессы, но со стороны бокаловидных клеток отмечаются компенсаторно-приспособительные реакции в виде их гиперплазии, повышения функциональной активности ультраструктур и усиления экзоцитоза.
Выводы
1. Экспериментально доказано наличие характерного периваскулярного воспалительного инфильтрата, состоящего из большого количества лимфоцитов, функционально активных макрофагов, эозинофилов и тучных клеток в слизистой толстого кишечника, и выраженных ультраструктурных признаков эндотелиальной дисфункции, отображающих участие местных иммунных реакций в развитии адъювантного артрита.
2. В ходе эксперимента доказано включение компенсаторных реакций, проявляющихся в увеличении количества функционально активных бокаловидных клеток, направленных на восстановление слизистого барьера толстой кишки.
Список литературы
1. Балабанова P.M., Белова Б.С. XXI век: инфекция и ревматические заболевания // Научно-практическая ревматология. - 2006. - № 3. - С. 4-6.
2. Бухарин O.B., Челпаченко O.E., Валышев A.B., Елагина H.H., Перунова Н.Б., Михайлова Е.А., Фомичева C.B. Микрофлора толстой кишки у пациентов с дисплазией соединительной
Kaíhímhq neAiorpifl / Clinical Pediatrics
ткани//Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. — 2003. — № 3. — С. 62-66.
3. Измайлова М.Х., Шамов И.А., Титова Г.П. Клинико-функциональное состояние и морфологические изменения кишечника у больных ревматоидным артритом // Ревматология. — 1984. — № 4. — С. 44-47.
4. Лучихина Е.Л., Каратеев Д.Е., Новиков A.A., Насонов Е.Л. Прогнозирование развития ревматоидного артрита у больных с ранним недифференцированным артритом // Научно-практи-ческаяревматология. — 2009. — № 2. — С. 31-37.
5. Панченко К.И., Виноградов Ю.Н., Фризен Б.Н. Биопсия прямой кишки как метод, определяющий базисную терапию при ревматоидном артрите / Сборник тезисов I съезда Международного союза ассоциаций патологоанатомов. — Москва, 1995. — С. 118-119.
6. Фризен Б.Н, Панченко К.И., Виноградов Ю.Н. Влияние базисной терапии на морфологическую картину слизистой оболочки прямой кишки у больных ревматоидным артритом // Терапевтический архив. — 1995. — № 11. — С. 76-80.
7. Фризен Б.Н, Панченко К.И., Виноградов Ю.Н. Прогностическое значение исследования биоптатов прямой кишки для выбора базисной терапии у больных ревматоидным артритом // Новости медицины и фармации. — 1995. — № 1. — С. 35-36.
8. Anders H.J, Zecher D, Pawar R.D., Patole P.S. Molecular mechanisms of autoimmunity triggered by microbial infection // Arthritis Research & Therapy. — 2005. — № 7. — P. 215-224.
9. CruickshankS.M., McVayL.D., BaumgartD.C., FelsburgP.J., Carding S.R. Colonic epithelial cell mediated suppression of CD4 T cell activation //Gut. — 2004. — № 53. — P. 678-684.
10. Eerola E, Mottonen T., Hannonen P., Luukkainen R., Kanto-la I., Vuori K., Tuominen J., Toivanen P. Intestinal flora in early rheumatoid arthritis // Rheumatology. — 1994. — № 33. — P. 1030-1038.
11. Fratila О.С., Ilias T., Maghiar T.T., Puscasiu M, Puscasiu D. Ultrastructural aspects ofthe colonic epithelium in ulcerative colitis// Stu-dia Universitatis Vasile Goldis Arad. — 2008. — № 18. — P. 215-218.
12. Fuss I.J. The adaptive immune responses in inflammatory bowel disease. Immunoregulation in inflammatory bowel disease current understanding and innovation. Falk symposium 153. — Springer, 2006. — P. 12-21.
13. Newkirk M.M., Zbar A., Baron M. Distinct bacterial colonization patterns of Escherichia coli subtypes associate with rheumatoid factor status in early inflammatory arthritis // Rheumatology. — 2010. — № 49. — P. 1311-1316.
14. Smolen J.S., Aletaha D., Grisar J., Redlich K., Steiner G., Wagner O. The need for prognosticators in rheumatoid arthritis. Biological and clinical markers: where are we now? // Arthritis Research & Therapy. — 2008. — № 10. — P. 208.
15. Toivanen P. Normal intestinal microbiota in the aetiopathogenesis of rheumatoid arthritis // Annals of the rheumatic diseases. — 2003. — № 62. — P. 807-811.
Получено 09.11.12 □
Каладзе H.H., Ф1лоненко Т.Г., Сизова O.A. ДУ «Кримсыкий державний медичний унверситет ¡мен! С.1. Георпевсыкого», м. Омферополь
ОСОБЛИВОСП УЛЬТРАСТРУКТУРНИХ 3MiH СЛИЗОВО'1 ТОВСТОГО КИШЕЧНИКА ПРИ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМУ МОДЕЛЮВАНЖ АД'ЮВАНТНОГО АРТРИТУ
Резюме. Шд час експерименту доведено включення компенсаторних реакцш, що проявляються у збшьшенш кшькосп функцюнально активних бокалоподiбних кль тин i спрямоваш на вщновлення слизового бар'ера товсто1 кишки.
Kro40Bi слова: ультраструктура, електронна мшроско-пiя, товста кишка, ювеншьний ревматощний артрит.
Kaladze N.N., Filonenko T.G., Sizova O.A.
State Institution «Crimean State Medical University named
after S.I. Georgiyevsky», Simferopol, Ukraine
FEATURES OF ULTRASTRUCTURAL CHANGES IN COLONIC MUCOSA IN EXPERIMENTAL MODELING OF ADJUVANT ARTHRITIS
Summary. The experiment proved the inclusion of compensatory reactions manifested by an increase in the number of functionally active goblet cells, aimed to restorarion of colonic mucosal barrier.
Key words: ultrastructure, electron microscopy, colon, juvenile rheumatoid arthritis.
№ 1 (44) • 2013
www.mif-ua.com
21
