Особенности патоморфологических изменений легочной ткани при воздействии угольно-породной пыли

Размещено на http://www.allbest.ru/

Особенности патоморфологических изменений легочной ткани при воздействии угольно-породной пыли

Ш.С. Койгельдинова, Г.О. Жузбаева

Введение

Приоритетным направлениям современного этапа развития медико-биологических исследований является изучение механизмов взаимодействия организма на разных уровнях его организации, а также научное обоснование критериев предпатологических изменений [1-3].

Разграничение состояний адаптации и патологии, в особенности установление структурно-функциональных градаций предпатологии на различных уровнях организации биосистем, представляет сложную в методическом плане проблему, решение которой определяется уровнем внедрения в области медико-биологических исследований с применением методов структурного анализа.

В связи с чем решение вопросов о характере и направленности адаптивных реакций легочной ткани на разных стадиях воздействия угольно-породной пыли с позиции взаимодействия тканевых, межклеточных и внутриклеточных структур является актуальным.

Цель исследования: определить особенности морфологических изменений легочной ткани у экспериментальных животных на ранних стадиях адаптации к воздействию угольно-породной пыли.

Материалы и методы

35 беспородных крыс-самцов массой 180-200 г подвергались ингаляционной затравке угольно-породной пыли (УПП) в концентрации 50 мг/м3 в течение 30, 45, 60, 75 и 90 дней, продолжительностью 4 ч, 5 раз в неделю; контрольная группа -- 25 интактных животных.

Гистологическое и электронномикроскопическое исследования проведены по общепринятой методике по Г.А.Меркулову (1969) и Г.Г.Автандилову (1990).

Результаты и обсуждение

На 30 сутки эксперимента в респираторном отделе легочной ткани изменения носили полиморфный характер и отражали как очаговые воспалительно-дистрофические проявления в аэрогема-тическом барьере, так и адаптационные, которые чередовались с интактными зонами паренхимы. Межальвеолярные перегородки умеренно мозаично утолщены за счет клеточных элементов и расширенных кровеносных капилляров. Около сосудов и бронхов отмечаются скопления мононуклеаров. Пылевые очажки выявлялись в небольшом количестве. В очагах формирующихся микро-ателектазов отмечается сужение просвета сосудов с ростом количества фагоцитов (рис. 1).

При электронномикроскопическом исследовании в таких участках выявляются все признаки внутриклеточного отека: повышенное везикулообразование с формированием полостей у плазмо-леммы альвеолоцитов I типа и эндо-телиоцитов кровеносных капилляров, расширение цистерн эндо-плазматической сети, в результате чего в цитоплазме появляются крупные вакуоли, отдельные клетки подвергались некрозу или десквамации. Но вместе с тем на фоне локального отека в большинстве клетках аэрогематического барьера наблюдается хорошая сохранность мембранных структур.

Несмотря на внутриклеточный отек в выстилке альвеол усиливаются компенсаторные и регенераторные проявления.

Альвеолоциты I типа без признаков альтеративных изменений содержали местами в цитоплазме в небольшом количестве мелкодисперсные частицы угольной пыли. В других интактных альвеолоци-тов I типа значительно увеличивается протяженность плазмолеммы, что восстанавливает непрерывность целостности альвеолярной выстилки (рис. 2).

В очагах микроателектазов выявляются альвеолоциты II типа с умеренно выраженными дистрофическими изменениями и с небольшим количеством мембран сурфактанта, что указывает на частичное нарушение целостности сурфактантного альвеолярного комплекса, особенно в очагах дисате-лектаза легочной ткани. Однако общий план и ультраструктурная организация сурфактант-продуцирующих клеток сохранились. Появление же микроателектазов связано, по-видимому, с нарушением целостности сурфактанта лишь в отдельных альвеолах.

В респираторном отделе легких при гистологическом исследовании на 45 сутки эксперимента отмечалась мозаичность чередования зон «нормальной» паренхимы с очагами дис- и ателектазов, образование мелких периваскулярных и перибронхиальных клеточно-пылевых очажков.

Параллельно гипертрофии межальвеолярных перегородок очагово увеличивалась площадь просвета альвеол, параллельно которой регенерируют стромальные элементы, такие как аргирофильные, эластические волокна, а также повышается число клеток в межальвеолярной перегородке, что служит морфологической основой их утолщения. При этом возрастает капиллярная сеть.

Увеличивается количество альвеолоцитов II типа (А-II), что показывало на репарацию дефектов альвеолярной стенки. Отмечалась также компенсаторная гипертрофия сохранных клеток альвеолярной выстилки.

В одних альвеолоцитах I типа (А-I) выявлялся прогрессирующий внутриклеточный отек с деструкцией мембранных ультраструктур, в других А-I типа на апикальной поверхности клеток отмечалось появление пузырей, ограниченных мембраной, что отражало механизм выведения избытка внутриклеточной жидкости в просвет альвеол (рис. 3).

Часть А-I типа подвергались рабочей гипертрофии. Появлялись сурфактант-продуцирующие клетки значительных размеров и содержащие «гигантские» осмиофильные пластинчатые тельца, что говорит об усилении регенераторных реакциях в клетках аэрогематического барьера (рис. 4).

В большинстве альвеолярных макрофагов также отмечаются признаки рабочей гипертрофии. В цитоплазме последних отмечается накопление лизосомальных структур, мембран гладкой эндоплаз-матической сети, митохондрий крупные, с плотным митохондриальным матриксом (рис. 5).

На 60 сутки увеличивалось количество альвеолярных макрофагов с различной степенью выраженности дистрофических и некробиотических изменений.

В паренхиме легочной ткани прослеживалось сочетание воспалительных, дистрофических и пролиферативных изменений клеток аэрогематического барьера. Параллельно с этим отмечалось усиление как регенераторных, так и адаптивных изменений альвеолярной выстилки легочной ткани. Выявлялись как А-I типа с рабочей гипертрофией, так и клетки с пролиферацией, которые характеризовались увеличенным ядром, гипертрофированным ядрышком, увеличением количества полирибосом и гиперплазией митохондрий (рис. 6).

Отмечена пролиферация интерстициальных фибробластов с накоплением в последних микрофибрилл и цистерн гладкой эндоплазматической сети. Процессы пролиферации отмечались также и в эндотелиоцитах микроциркуляторного русла.

Альвеолярные макрофаги образовывали скопления вокруг свободнолежащих пылевых частиц, отдельные из них характеризовались высокой фагоцитарной активностью, другие являлись молодыми фагоцитами со слабо развитыми ультраструктурами. Встречались макрофаги с выраженной рабочей гипертрофией и большим количеством функционирующих внутрилегочных органелл.

На фоне фокусов с продуктивно-дистрофическими изменениями в респираторном отделе легких выявлялось усиление компенсаторных проявлений в альвеолах, направленных на повышение их функциональной активности.

Отмечалась перестройка капиллярного русла за счет расширения или частичного спазмирования их просвета как в измененных, так и неизмененных участках легочной ткани. В ряде капилляров истончается периферический отдел цитоплазмы эндотелиоцитов. Вместе с этим увеличивается объем околоядерной цитоплазмы, расширяется интерстиций межальвеолярных перегородок, базальная мембрана разрыхляется (рис. 7).

В септальных клетках и перицитах наблюдается развитие ультраструктурных компонентов, особенно гладкой эндоплазматической сети, что указывает на усиление в них синтетической и функциональной активности.

В альвеолоцитах также происходит накопление канальцев гладкой эндоплазматической сети с признаками рабочей гипертрофии, базальные мембраны альвеолоцитов разрыхлены или истончены, но сохраняют свою структуру. Здесь появляются коллагеновые волокна, в небольшом количестве лежащие рыхло и не имеющие определенной ориентации (рис. 8).

легочный ткань эндоплазматический пыль

На 75-е сутки эксперимента интерстиций альвеолярных перегородок очагово расширен за счет отека и инфильтрации клеточными элементами, в основном лимфоидными и моноцитарными клетками. Нарастают изменения в альвеолярном эпителии, характеризующиеся усилением пиноцитоза, набуханием цитоплазмы, вакуализацией митохондрий. Базальные мембраны разрыхлены, гомогене-зированы, что ведет к уменьшению просвета отдельных кровеносных капилляров.

Десквамация альвеолоцитов приводит к образованию дефектов в отдельных участках эпителиальной выстилки альвеол, нарастают дистрофические изменения в А-II типа с вакуализацией митохондрий и агрянулярной эндопластической сети (рис. 9). Вместе с этим выражена их пролифератив-ная активность, усиливается функция фибробластов клеточно-пылевых очажков.

На фоне прогрессирующих изменений в системе альвеол ультраструктура кровеносных капилляров характеризуется гипертрофией митохондрий, увеличением количества гладкой эндоплазмати-ческой сети, в ядре определяется ядрышко.

В респираторном отделе клеточно-пылевые очажки скапливались вокруг мелких сосудов и бронхов, в легочной паренхиме с увеличением размеров фокусов дис- и ателектаза и развитием дистрофических изменений клеточной паренхимы.

Межальвеолярные перегородки утолщаются за счет клеточной инфильтрации лимфоцитами и макрофагами с частичным спадением отдельных альвеолярных капилляров. В просвете альвеол преобладают макрофаги фагоцитарного типа с большим содержанием фагосом и остаточных телец.

В фокусах ателектаза и дисателектаза, как показало электронномикроскопическое исследование, выражены дистрофические и деструктивные изменения клеток альвеолярного эпителия II типа с небольшим количеством осмиофильных пластинчатых телец в их цитоплазме и местами они выглядели опустошенными в виде вакуолей (рис. 10). Кроме того, в альвеолоцитах II типа (А-II) не только прогрессировало уменьшение количества осмиофильных пластинчатых телец, но и отмечалась вакуолизация цистерн гранулярной эндоплазматической сети, что отражало явное угнетение сурфактантпро-дуцирующей функции клеток. Просвет альвеол здесь выглядел щелевидным. Клеточный состав в таких участках мономорфный, что говорит об отсутствии воспаления. Изменения эндотелиоцитов мик-роциркуляторного русла в участках сдавления и дисателектазов носили компенсаторно-приспособительный характер, что характеризовалась увеличением околоядерной цитоплазмы клеток и истончением периферических отделов.

Архитектоника респираторного отдела в большинстве своем сохранялась за счет нарастания компенсаторной гипертрофии альвеол и очаговой эмфиземы. Просвет альвеол здесь значительно растянут с сохранением структурных компонентов альвеолярной стенки (рис. 11).

В других участках легочной паренхимы параллельно усиливались рабочая гипертрофия как аль-веолоцитов I типа (А-I), так и II типа (А-II), что приводило к усилению сурфактантпродуцирующей активности клеток и накоплению осмиофильных пластинчатых телец в их цитоплазме.

Выводы

Адаптационно-приспособительными механизмами в ответ на пылевое воздействие являются развитие гипертрофии межальвеолярных перегородок, усиление регенераторных реакций в клетках аэрогематического барьера с увеличением количества и гипертрофии А-I и А-II типа на фоне продуктивной реакции клеток интерстиция альвеолярной перегородки.

Список литературы

1 Ткаченко Л.Н. Состояние центральной гемодинамики горнорабочих глубоких угольных шахт // Мед. труда и пром. экология. 1999. № 10. С. 42-45.

2 Профилактика профессионально обусловленных заболеваний в зонах повышенного экологического риска / Э.Н.Мосесянц, Л.Я.Зазулевская и др.: Метод. реком. Алматы, 1997. С. 8.

3 Гордон Л.А. Социальная адаптация в современных условиях // Социологическое исследование. 1994. № 1. С. 8-9.

Размещено на Allbest.ru