CC BY
12УДК:616.225. 4-006.5:621.385.833.2
CРАВНИТЕЛЬНОЕ УЛЬТРАСТРУКТУРНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОПУХОЛЕПОДОБНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ ГОЛОСОВЫХ СКЛАДОК. СООБЩЕНИЕ 2
Е. В. Ильинская, Ю. Е. Степанова, Е. Е. Корень, А. Ю. Юрков COMPARATIVE ULTRASTRUCTURAL RESEARCH OF THE NODOSE DERIVATIONS OF VOCAL FOLDS.
THE PART 2
E. V. Iljinskaya, Y. E. Stepanova, E. E. Koren, A. Y. Yurkov
ФГУ «СПб НИИ уха, горла, носа и речи Минздравсоцразвития РФ»
(Директор — засл. врач РФ, проф. Ю. К. Янов)
Проведено электронно-микроскопическое исследование четырех нодозных образований голосовых складок и их сравнение с двумя ранее исследованными полипами голосовых складок. Выявлены разнообразные ультраструктурные изменения эпителия и собственной пластинки, коррелирующие с клинической характеристикой каждого из нодозных образований.
Ключевые слова: голосовые складки, нодозные образования, ультраструктура клеток Библиография: 18 источников.
The electron microscopic observations on four nodose derivations of vocal folds and their comparison with two earlier researched polyps of vocal folds were carried. The heterogeneous ultrastructural changes of an epithelium and the lamina propria correlating with the clinical characteristic of each of nodose derivations are detected.
Key words: vocal folds, nodose derivations, ultrastructure of cells.
Bibliography: 18 sources.
Необходимость углубленного морфологического анализа любых новообразований не вызывает сомнений. Это относится и к нодозным образованиям голосовых складок человека. Существует мнение, что только комбинация клинических, гистологических и ультраструктур-ных исследований делает некоторые диагнозы более объективными [5]. В предыдущей работе были представлены результаты исследования полипов двух типов: отечного и фиброзного [1]. Целью настоящего исследования явилось дальнейшее электронно-микроскопическое изучение четырех новообразований голосовых складок: ангиоматозного полипа, жесткого узелка голосовой складки, мягкого узелка голосовой складки, кисты голосовой складки, а также их сравнение с ранее изученными отечным и фиброзным полипами.
Материал и методики
Материалом для исследования послужили 4 образования: ангиоматозный полип левой голосовой складки (больной П., рис. 1), плотное образование, охарактеризованное как жесткий узелок, правой голосовой складки (больной Ф, рис. 2), два образования голосовых складок(больная К) — прозрачное конусообразное образование правой голосовой складки(мягкий узелок) и киста левой голосовой складки (рис. 3). После хирургического удаления проводили ультраструктурные исследования каждого образования. Подробное описание методики обработки материала для электронно-микроскопического анализа приведено в первом сообщении [1]. Результаты исследования
Эпителиальный покров ангиоматозного полипа (больного П) состоял из 12-15 клеточных слоев. Подавляющее большинство клеток на всех уровнях, включая поверхностные слои, были относительно электронно-светлыми. Хотя в единичных поверхностных эпителиоци-тах органоиды были не различимы из-за повышенной электронной плотности цитоплазмы. Люминальная поверхность наружного эпителиального слоя неровная из-за большого количества микроворсинок и пальцевидных выростов. Подобные короткие выросты характерны и для остальной поверхности эпителиоцитов, поэтому клетки расположены довольно плотно и боль-
Рис. 2. Жесткий узелок правой голосовой складки (больной Ф.).
ядро, Яд — ядрышко
Рис. 3. Мягкий узелок правой голосовой складки и киста левой голосовой складки (больная К.).
ших межклеточных пространств в эпителиальном пласте не выявлено. Первые шесть-восемь слоев клеток имеют удлиненную форму и расположены параллельно поверхности. Между отростками этих клеток нередко обнаруживаются десмосомы. Под этими черепицеобразными слоями клетки имеют уже более округлую форму и более плотно прилегают друг к другу. Одновременно существенно возрастает и количество десмосомальных контактов. Ядра клеток округлые или слегка овальные содержат одно — два ядрышка, имеющих рыхлую структуру. В цитоплазме содержится большое количество свободных рибосом, митохондрий небольшого размера с электронно-плотным матриксом и тонофиламентов, которые в некоторых клетках собраны в небольшие разнонаправленные пучки. Контур границы эпителиального слоя относительно ровный. Базальный слой эпителиальных клеток отграничен от соединительной ткани отчетливой, но тонкой базальной мембраной (рис. 4). Эпителиальные клетки образуют с базальной мембраной многочисленные полудесмосомы. Ретикулиновые волокна базальной мембраны расположены рыхло, беспорядочно, и на некоторых участках под базальной пластинкой не определяются.
Рис. 1. Ангиоматозный полип левой голосовой складки (больной П.).
Условные обозначения к рисункам:
Бм — базальная мембрана, Бп — базальная пластинка, Д — десмосомы, М — митохондрии, Мв — микроворсинки, П — полудесмосомы, Т — тонофиламенты, Цв — цитоплазматические выросты эндотелиальных клеток, Эк — эпителиальная клетка, Эн — эндотелиоцит, Я —
Рис. 4. Электроннограмма базальной области эпителия ангиоматозного полипа (больной П.). Видна тонкая базальная мембрана и многочисленные полудесмосомы.
В соединительнотканной части полипа среди небольшого количества аморфного вещества и многочисленных волокон довольно часто встречаются фибробласты, имеющие преимущественно удлиненную форму тела и протяженные отростки. Обращает на себя внимание наличие многочисленных митохондрий и хорошо развитой шероховатой эндоплазматической сети. Подавляющее большинство волокон представляют собой коллагеновые волокна, которые образуют в подэпителиальной области зону, сравнимую по толщине с эпителием, где волокна тянутся параллельно эпителиальному слою. В более глубоких областях собственной пластинки часть волокон образует мощные пучки. Кровеносные сосуды представлены в основном различного диаметра капиллярами. Нередко в просвете сосудов среди аморфного мелкодисперсного материала присутствовали эритроциты. Внутренний контур сосудов неровный за счет выростов эндотелиоцитов и выпячивания ядросодержащей части клеток в просвет.
Эпителий узелка правой голосовой складки больного Ф. был чрезвычайно мощным и насчитывал до 30 слоев клеток. Среди слоев, вытянутых параллельно эпителиальной поверхности, наблюдается чередование электронно-светлых и электронно-темных клеток, последние содержат большое количество тонофиламентов. Люминальная поверхность эпителиоцитов первого слоя выглядит относительно сглаженной из-за отсутствия микроворсинок и пальцевидных выростов. Мембрана клеток, образующих поверхность эпителия аномально утолщена (рис. 5). Клетки вытянутой формы контактируют короткими отростками и в местах контактов повсеместно присутствуют десмосомы. В более глубоких слоях эпителия (приблизительно нижняя треть эпителиального пласта) клетки имеют менее вытянутую форму и более длинные цитоплазматические отростки, поэтому здесь наблюдается увеличение межклеточных проме-
Рис. 5. Электроннограмма эпителия жесткого узелка (больной Ф.). Цитоплазматическая мембрана клеток, образующих люминальную поверхность, аномально утолщена. В цитоплазме содержится
большое количество филаментов.
жутков. Клетки эпителия не богаты органоидами, однако для цитоплазмы характерно наличие гранул кератосом и тонофиламентов, собранных в пучки. Базальная мембрана, отделяющая эпителий от соединительной ткани, утолщена за счет мощного слоя ретикулиновых волокон, но базальная пластинка определяется не на всем протяжении. Полудесмосом между эпителиальными клетками и базальной мембраной мало.
Для соединительнотканной области исследуемого узелка характерно наличие мощных, плотных пучков коллагеновых волокон и небольшое количество аморфного вещества. Нередко такие пучки располагаются вдоль наружных стенок кровеносных сосудов. Внутренний контур сосудов относительно ровный, выросты эндотелиальных клеток малочисленны. Просветы сосудов заполнены мелкодисперсным веществом. В соединительной ткани среди пучков волокон нередко встречаются фибробласты, эритроциты и макрофаги. Фибробласты вытянутой формы, их цитоплазма содержит умеренное количество цистерн шероховатого эндоплазмати-ческого ретикулюма, небольшое количество митохондрий с малочисленными кристами и довольно большое число свободных рибосом.
Эпителиальный покров кисты левой голосовой складки больной К. включал в себя 15-20 слоев клеток. Поверхностные два — три слоя отличаются повышенной электронной плотностью (рис. 6). На люминальной поверхности эпителиоцитов видны многочисленные короткие микроворсинки. Клетки в эпителиальном пласте располагаются очень плотно, межклеточные пространства, практически, отсутствуют. Изредка ближе к поверхностной области эпителия встречаются межклеточные полости, заполненные однородным мелкодисперсным материалом. Область контактов клеток, осуществляемых за счет тесного взаимного прилегания пальцевидных выростов, усилена большим количеством десмосом. В цитоплазме эпителиоцитов помимо митохондрий, свободных рибосом и немногочисленных цистерн эндоплазматического ретикулюма содержатся тонофиламенты и гранулы кератина. В средней части эпителиального слоя клетки имеют более округлую форму, а в базальной области эпителиоциты незначительно вытянуты и располагаются так, что их длинная ось перпендикулярна базальной мембране. Базальная граница эпителиального пласта неровная. Полудесмосомы распределены неравномерно, на некоторых участках они весьма малочисленны. Базальная пластинка базальной мем-
1 мш
Рис. 6. Электроннограмма эпителия кисты левой голосовой складки (больная К.). Повышенная электронная плотность поверхностных слоев клеток обращает на себя внимание
браны хорошо выражена на всем протяжении. К базальной пластинке прилегает мощный слой ретикулиновых волокон собственно базальной мембраны, непосредственно за которой различимы коллагеновые волокна, придающие базальной мембране дополнительную толщину.
В соединительнотканной области аморфного вещества немного, коллагеновые волокна собраны в «рыхлые» пучки, где хорошо различимы отдельные нити волокон, поэтому такие пучки не имеют вид грубых скоплений волокон. Нередко пучки располагаются около фибробластов. Фибробласты обнаруживаются довольно часто. Клетки округлой формы встречаются крайне редко, подавляющее большинство фибробластов имеют вытянутую форму с расширением ядросодержащей области, где ядро занимает почти весь объем. В цитоплазме присутствует небольшое количество митохондрий, единичные цистерны шероховатого эндоплазматического ретикулюма и небольшое количество свободных рибосом. Немногочисленные кровеносные сосуды, преимущественно небольшого диаметра, имеют неровный внутренний контур стенки за счет коротких цитоплазматических выростов эндотелиальных клеток.
Второе образование у этой же больной (К.) находилось на правой голосовой складке. Эпителий мягкого узелка построен более чем из 20 слоев клеток, из которых более двух третей слоев образованы клетками, вытянутыми параллельно поверхности. Верхние 2-3 слоя клеток имеют повышенную электронную плотность. Ряд клеток, выстилающих поверхность эпителия, несет многочисленные микроворсинки. Клетки в пределах эпителиального пласта соединены между собой пальцевидными выростами. Чем дальше от поверхности эпителия, тем клетки расположены плотнее, но даже в поверхностных областях межклеточные пространства небольшого размера. В местах контактов пальцевидных выростов встречается большое количество десмосом, на некоторых участках обнаруживаются скопления десмосом. Нередко в пределах эпителиального пласта встречаются участки с отдельными разрушающимися клетками. В цитоплазме ряда клеток содержится много кератиновых гранул. Граница эпителия и соединительной ткани очень неровная. Базальная пластинка базальной мембраны тонкая, а на некоторых участках даже не прослеживается. Распределение полудесмосом неравномерное, но и в целом их не очень много.
Сразу за базальной мембраной пространство соединительнотканной части полипа представлено мощным слоем коллагеновых волокон, выстроенных преимущественно параллельно базальной области эпителия. Постепенно плотность расположения волокон снижается и в относительно свободном пространстве среди небольших скоплений коллагеновых и эластиче-
Эн
Я
Цв
м .
1 мкм
Рис. 7. Электроннограмма кровеносного сосуда из соединительнотканной области мягкого узелка правой голосовой складки (больная К.). Неровный внутренний контур сосуда образован многочисленными цитоплазматическими выростами эндотелиоцитов.
ских волокон обнаруживаются макрофаги и фибробласты. Цитоплазма фибробластов богата цистернами шероховатой эндоплазматической сети, митохондриями и секреторными везикулами. Изредка вне кровеносного русла встречаются эритроциты. Повсеместно обнаруживаются кровеносные сосуды, внутренний контур которых очень неровный из-за многочисленных цитоплазматических выростов люминальной мембраны эндотелиальных клеток (рис. 7).
Обсуждение
Анализируя результаты электронно-микроскопического исследования четырех различных нодозных образований голосовых складок, прежде всего следует отметить, что наряду с наличием некоторых общих черт, на ультраструктурном уровне существуют различия и своеобразие каждого из них. Клинически одно из четырех образований было охарактеризовано как полип, еще одно как киста и два — как узелки различной плотности. Именно для жесткого узелка выявлено значительное увеличение слоев клеток эпителия. Некоторые авторы гиперплазию и гиперкератинизацию эпителия считают основным признаком слизистой узелков голосовых складок [4]. Однако существует мнение, что у 33,79% узелков встречается нормальный эпителий [7]. В нашем исследовании помимо большого числа слоев выявлено чередование электронно-светлых и электронно-темных клеток, то есть чередование клеток с различным уровнем кератинизации, и наличие кератосом и большого количества филаментов во всех клетках эпителия. Также характерными особенностями эпителиального слоя жесткого узелка являются: сглаженная люминальная поверхность эпителия, практически отсутствие у клеток пальцевидных выростов и микроворсинок, и нарастание размеров межклеточных пространств по мере удаления от поверхности эпителия. Похожее расширение межклеточных пространств отмечают в базальной и средней области эпителия при отеке Рейнке [10].
Есть данные, что почти у 50% полипов нет отличий в строении эпителия от эпителиального покрова голосовых складок в норме [7]. Однако наше предыдущее [1] и настоящее исследования полипов различного типа выявили целый ряд изменений в эпителии каждого из образований. В отличие от жесткого узелка, для клеток поверхностного слоя эпителия всех полипов, мягкого узелка и кисты было характерно наличие большого количества микроворсинок и коротких пальцевидных выростов. Для ангиоматозного полипа (больной П.) и кисты (левая голосовая
складка больной К.) характерно довольно плотное расположение клеток, практически отсутствие межклеточных пространств, умеренное количество плотных специализированных контактов и отсутствие скоплений десмосом. В случае мягкого узелка (правая голосовая складка больной К.) выявлено увеличение межклеточных пространств и наличие участков скопления десмосом. Аналогичная картина отмечена в исследованном ранее отечном полипе больного С. [1]. То есть там, где в эпителии на всех уровнях есть увеличение межклеточных пространств, обнаруживаются участки с повышенным количеством десмосом. Реализуется компенсаторная реакция для сохранения адгезивных свойств эпителия.
Во всех исследованных образцах эпителий был отделен от соединительной ткани неоднородной по морфологии базальной мембраной. Известно, что базальная мембрана помимо функции молекулярного сита играет важную регуляторную и опорную роль. При исследовании разного рода доброкачественных образований в зоне базальной мембраны отмечены различные дефекты: утолщения, нарушение нормальной архитектуры и почти отсутствие полу-десмосом [17]. Оказалось, что в пяти образованиях из шести, исследованных нами, базальная мембрана была утолщенной (в ангиоматозом полипе обнаружена тонкая базальная мембрана). Увеличение толщины обеспечивал ретикулиновый компонент базальной мембраны. При этом непрерывная базальная пластинка прослеживалась только в ангиоматозном (больной П.) и фиброзном (больная М. [1]) полипах. Существует мнение, что утолщение базальной мембраны связано с гиперактивностью клеток базального ряда эпителия [3, 17]. Однако, нами обнаружено, что повышенную синтетическую активность демонстрировали базальные клетки в тех случаях, где присутствовала непрерывная хорошо выраженная базальная пластинка, то есть в фиброзном и ангиоматозном полипах, хотя в ангиоматозном полипе общая толщина базальной мембраны была невелика. Наши данные согласуются с общепризнанной ролью базальных клеток эпителия именно в формировании базальной пластинки базальной мембраны.
Наличие и распределение полудесмосом в исследованных образованиях неоднородно. Эти контакты базальных клеток с базальной мембраной обнаружены во всех случаях, однако их достаточно много только в ангиоматозном и фиброзном полипе, в остальных образованиях по-лудесмосомы малочисленны и неравномерно распределены. Отсутствие полудесмосом нами отмечено в предыдущей работе [1] только в отечном полипе в отличие от результатов, полученных при исследовании узелков [3] и других образований [17].
Считается, что в голосовых складках базальная мембрана совместно с волокнами собственной пластинки (lamina propria) участвует в обеспечении колебаний [8], поэтому не ослабевает интерес к определению различных параметров волокнистого компонента соединительной ткани голосовых складок. Многие исследования посвящены характеру распределения волокон в соединительной ткани голосовых складок [6, 12, 16 и др.], молекулярным характеристикам волокон [15], возрастным изменениям волокон [9, 13, 14 и др.] и определению функциональной роли коллагена и эластина [11, 18, и др.]. Собственная пластинка у разных клинических форм исследованных образований содержала различное количество волокон и имела неоднородный характер их распределения. Во всех случаях, за исключением отечного полипа (больной С. [1]), не было обнаружено больших объемов, заполненных аморфным веществом. Повышенное содержание коллагеновых волокон было выявлено в жестком узелке, ангиоматозном полипе, а также было характерно для фиброзного полипа [1]. В жестком узелке, как и в фиброзном полипе волокна формировали пучки повышенной электронной плотности. Наличие подобных грубых пучков считают характерной особенностью соединительной ткани голосовых складок мужчин пожилого возраста [14]. В соединительнотканной области парных образований голосовых складок больной К. обнаружено много волокон, но они не образуют грубых пучков. В ряду фибробластов, располагающихся среди волокон, повышенная синтетическая активность обнаружена в жестком узелке, в мягком узелке правой голосовой складки (больная К.) и отечном полипе (больной С. [1]). В остальных образованиях фибробласты демонстрировали умеренную синтетическую активность. То есть там, где обнаружено повышенное содержание волокон и / или аморфного межклеточного вещества, состояние органоидов фибробластов свидетельствовало о синтетической активности клеток.
Российская оториноларингология №3 (52) 2011
В собственной пластинке всех исследованных новообразований выявлено умеренное количество кровеносных сосудов. Повышенное число кровеносных сосудов (при сравнении с остальными образованиями) обнаружено лишь в мягком узелке (больная К.). Следует отметить, что для всех кровеносных сосудов, особенно небольшого диаметра, характерен неровный внутренний контур. Для многих сосудов, независимо от калибра, было характерно присутствие плазменного экссудата и эритроцитов. Вне русла сосудов довольно большое количество эритроцитов обнаружено в ангиоматозном полипе (больной П.) и жестком узелке (больной Ф.). Кроме того, в двух случаях, в жестком узелке и в мягком узелке (больная К.) вне кровеносных сосудов присутствовали макрофаги. Повышенное число макрофагов в пределах собственной пластинки голосовых складок считают индикатором воспалительного ответа [2]. Однако других клеток, присущих воспалительной реакции ткани, в исследованных образцах нами не выявлено.
Таким образом, электронно-микроскопическое исследование различных клинических форм опухолеподобных образований голосовых складок, во первых, подтверждает клинические диагнозы, во вторых, демонстрирует разнообразные изменения эпителия и собственной пластинки, имеющиеся в области нодозных образований.
ЛИТЕРАТУРА
1. Сравнительное ультраструктурное исследование полипов голосовых складок / Е. В. Ильинская [и др.] // Рос. оторинолар. — 2009. — Приложение №2. — С. 329-338.
2. Analysis of cellular location and concentration in vocal fold lamina propria / M. Catten. [et al.] // Otolaryngol. Head Neck Surg. — 1998. — V. 118. — №5. — P. 663-667.
3. Cervera-Paz F. J., Dikkers F. G. Ultrastructure and pathogenesis of vocal nodules on the vocal cords // Acta Otorrinolaringol. Esp. — 1994. — V. 45. — №4. — P 261-265.
4. Chen X. Comparative research on vocal polyps and nodules // Zhonghua Er Bi Yan Hou Ke Za Zhi — 1989. — V. 24. — №1. — P. 53-55.
5. Dikkers F. G., Nikkels P G. Benign lesions of the vocal folds: histopathology and phonotrauma // Ann. Otol. Rhinol. Laryngol. — 1995. — V. 104. — №9, Pt. 1. — P. 698-703.
6. Distribution of collagen in the lamina propria of the human vocal fold / Madruga de Melo E.C. [et al.] // Laryngoscope. — 2003. — V. 113. — №12. — P. 2187-2191.
7. Exudative laryngeal diseases of ReinkeAs space: a clinicohistopathological framing / Marcotullio D [et al.] // J. Otolaryngol. — 2002. — V. 31. — №6. — P 376-380.
8. Gray S. D., Pignatari S. S., Harding P Morphologic ultrastructure of anchoring fibers in normal vocal fold basement membrane zone // J. Voice. — 1994. — V. 8. — №1. — P. 48-52.
9. Hammond T. H., Gray S. D., Butler J. E. Age- and gender-related collagen distribution in human vocal folds // Ann. Otol. Rhinol. Laryngol. — 2000. — V. 109. — №10, Pt. 1 — P. 913-920.
10. Histological and electron microscopic investigation of ReinkeAs edema / Pastuszek P. [et al.] // Pol. J. Pathol. — 2003. — V. 54. — №1. — P 61-64.
11. Obrebowski A., Wojnowski W., Obrebowska-Karsznia Z. The characteristic of vocal fold molecular structure // Otolaryngol. Pol. — 2006. — V. 60. — №1. — P. 9-14.
12. Sato K. Reticular fibers in the vocal fold mucosa // Ann. Otol. Rhinol. Laryngol. — 1998. — V.107. — №12. — P 10231028.
13. Sato K., Hirano M., Nakashima T. Fine structure of the human newborn and infant vocal fold mucosae // Ann. Otol. Rhinol. Laryngol. — 2001. — V. 110. — №5, Pt. 1 — P 417-424.
14. Sato K., Hirano M., Nakashima T. Age-related changes of collagenous fibers in the human vocal fold mucosa // Ann. Otol. Rhinol. Laryngol. — 2002. — V. 111. — №1. — P. 15-20.
15. Tateya T., Tateya I., Bless D.M. Immuno-scanning electron microscopy of collagen types I and III in human vocal fold lamina propria // Ann. Otol. Rhinol. Laryngol. — 2007. — V. 116. — №2. — P 156-159.
16. The intermediate layer: a morphologie study of the elastin and hyaluronic acid constituents of normal human vocal folds / Hammond T H. [et al.] // J. Voice. — 1997. — V. 11. — №1. — P 59-66.
17. Ultrastructural changes of the basement membrane zone in benign lesions of the vocal folds / Dikkers F. G. [et al.] // Acta Otolaryngol. — 1993. — V. 113. — №1. — P 98-101.
18. Ultrastructure of the lamina propria of the human vocal fold / Ishii K. [et al.] // Acta Otolaryndol. — 1996. — V. 116. — №5. — P. 778-782.
Ильинская Евгения Васильевна, научный сотрудник отдела физиологии и патологии голоса и речи СПб НИИ ЛОР. 190013, СПб.: ул. Бронницкая, 9. E-mail: [email protected]; Степанова Юлия Евгеньевна — руководитель отдела физиологии и патологии голоса и речи Санкт-Петербургского НИИ ЛОР. 190013, СПб.: ул. Бронницкая, 9. тел. 8-812-316-41-17. э/п: [email protected]; Корень Елена Евгеньевна — врач — оториноларинголог-фониатр фо-ниатрического отделения СПб НИИ ЛОР.190013, СПб.: ул. Бронницкая, 9. тел. 8-812-316-41-17; Юрков Александр Юрьевич — старший научный сотрудник отдела физиологии и патологии голоса и речи СПб НИИ ЛОР. 190013, Санкт-Петербург, ул. Бронницкая, 9. тел. 8-812-316-41-17. э/почта: [email protected]
