Севергина Л.О.

ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова» Минздрава России, Москва, Россия

Гуревич С.И.

Кафедра ультразвуковой диагностики ГБОУ ДПО "Российская медицинская академия последипломного образования" Минздрава России, Москва, Российская Федерация

Ультраструктурная оценка роли дизангиогенеза при врожденном гидронефрозе

Журнал: Архив патологии. 2014;76(6): 51-55

Просмотров : 9

Загрузок : 1

Как цитировать

Севергина Л. О., Гуревич С. И. Ультраструктурная оценка роли дизангиогенеза при врожденном гидронефрозе. Архив патологии. 2014;76(6):51-55.

Авторы:

Севергина Л.О.

ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова» Минздрава России, Москва, Россия

Все авторы (2)

В процессе эмбриогенеза нарушение формирования органов мочеполовой системы встречается достаточно часто - пороки развития мочевого тракта, приводящие к урологическим заболеваниям в детском возрасте, составляют 10-35%, при этом 35-40% приходится на долю врожденного гидронефроза (ВГ) с гипоплазией почечной ткани [1].

Васкулогенез является одним из ключевых процессов, ответственных за формирование органов половой системы, становится необходимой составляющей эмбриогенеза. Адекватная регуляция этого процесса, в частности посредством VEGF (васкулярный эндотелиальный фактор роста), чрезвычайно важна для формирования полноценно функционирующей сосудистой системы в ходе эмбриогенеза и в раннем постнатальном периоде: эксперименты на мышах показали, что целенаправленное повреждение одной или двух аллелей гена VEGF приводит к гибели эмбриона, а его инактивация в период раннего постнатального развития также ведет к летальному исходу [2]. Наиболее значима роль васкулогенеза именно в процессе нефрогенеза: поскольку сосуды почки формируются из почечной артерии, их ветви принимают активное участие в развитии обоих источников паренхимы почки - как нефрогенной ткани (почечные канальцы), так и метанефрогенной мезенхимы, берущей начало из промежуточной мезодермы. Почечные канальцы, образованные из нефрогенной ткани, контактируют с капиллярами, которые развиваются как путем ангиогенеза (врастание капилляров), так и васкулогенеза (образование капилляров in situ). Поскольку дифференцировка каждого нефрона начинается с мезенхимальных клеток, агрегированных вокруг конца уретеральной почки, то и первые капилляры появляются вокруг столбиков уретеральной почки. Позже они появляются в гломерулярной щели S-образного тельца, затем формируется сложная классическая схема кровоснабжения почки с появлением гломерулярной капиллярной сети. С другой стороны, процесс формирования сосудов контролируется целым комплексом проангиогенных факторов, выработку которых осуществляют гломерулярный и тубулярный эпителий, клетки мезенхимы. Таким образом, прослеживается тесная связь процессов нефро- и васкулогенеза.

С целью ультраструктурного подтверждения роли сосудистой мальформации при ВГ и более детального изучения проявлений дизнефро- и ангиогенеза было предпринято настоящее исследование.

Материал и методы

Исследован материал от 34 детей с ВГ, находившихся на лечении в хирургических отделениях ДГКБ №13 им. Н.Ф. Филатова Москвы; их возраст колебался от 3 дней (один больной) до 7 лет включительно. У 13 детей была произведена нефрэктомия по поводу нефункционирующей почки, у 21 ребенка - инцизионная биопсия ткани почки во время органосохраняющей пластики лоханочно-мочеточникового сегмента по методике Хайнес-Андерсен-Кучера.

Среди клинических методов обследования (по данным историй болезни) наибольшее внимание было уделено полипозиционному УЗИ, которое позволяет провести подробную оценку состояния всех почечных структур: размеров органа, толщины паренхимы, ее дифференцировки на корковый и мозговой слои, размеров лоханки и чашечек, толщины стенки лоханки. Также было проведено цветовое допплеровское картирование (ЦДК) сосудов почки в В-режиме с оценкой гемодинамики: спектра допплеровских кривых, показателей линейной скорости кровотока и уголнезависимых показателей, из которых наиболее значимым является индекс резистентности (ИР) - он измерялся и оценивался с помощью импульсной волновой допплерометрии. В качестве критерия неизмененного кровотока рассматривали хорошо контурирующееся сосудистое дерево на всех уровнях, включая и мелкие сосуды почки, которые прослеживались на периферии вплоть до капсулы.

Для подготовки биоптатов к электронно-микроскопическому (ЭМ) исследованию образцы фиксировали в 1% растворе осмиевой кислоты на фосфатном буфере в течение 2 ч, затем заключали в смесь эпона-аралдита. Из полученного материала готовили полутонкие срезы толщиной 1-2 мкм; их окрашивали метиленовым синим азуром 2-фуксином. В ходе исследования была проведена оценка состояния стенок сосудов различного диаметра, а также и компонентов паренхимы почек - гломерул и канальцев. ЭМ-исследование проводили на базе лаборатории электронной микроскопии при кафедре патологической анатомии им. акад. А.И. Струкова Первого МГМУ им. И.М. Сеченова совместно с ведущим научным сотрудником, д-ром мед. наук Э.С. Севергиной.

В зависимости от степени нарушения гемодинамических показателей почки, критерием чего выступил ИР, было выделено 3 группы: с незначительным (17 детей), умеренным (12 детей) и выраженным (15 детей) повышением ИР в магистральной почечной артерии. Учитывая возрастные изменения нормальных значений ИР, в каждой группе было выделено 3 подгруппы: дети первого года жизни, от 1 года до 3 лет и от 3 до 7 лет.

Результаты и обсуждение

Первая группа (17 детей). По данным УЗИ в В-режиме дифференцировка паренхимы и ее эхогенность не нарушены. Кровоток прослеживается до капсулы почки, рисунок сосудистого дерева сохранен, расстояние между междолевыми ветвями несколько увеличено.

Показатели гемодинамики: на магистральной артерии, сегментарных и междолевых ветвях незначительно повышены относительно возрастной нормы. На уровне дуговых артерий ИР снижен, на мелких междольковых артериях его показатели соответствуют нормальным значениям (табл. 1)

.

По данным ЭМ-исследования у детей этой группы обнаружены признаки сосудистой мальформации, однако часть сосудов сохраняет нормальное строение. Выявлено нарушение строения стенок артериол - часто базальная мембрана имеет неравномерную толщину; гладкомышечные клетки (ГМК) мышечного слоя располагаются хаотично (рис. 1)

Рисунок 1. Спазмированная артериола: базальная мембрана различной толщины, неравномерное распределение ГМК. ×2400.
. В большинстве артерий мелкого калибра определяется плохо сформированная внутренняя эластическая мембрана, наружная отсутствует. Компоненты почечной паренхимы имеют признаки незрелости: в некоторых гломерулах просветы капиллярных петель сосудистого клубочка визуализируются плохо или вообще не определяются, присутствуют группы хаотично расположенных крупных недифференцированных клеток (рис. 2)
Рисунок 2. Гипоплазия клубочка: количество капилляров уменьшено, между их просветами - группы незрелых подоцитов с плохо сформированными ножками, нефротелий представлен крупными округлыми недифференцированными клетками. ×1000.
. В клубочках, где капиллярные петли сформированы, их базальная мембрана имеет вариабельную толщину, четкое ее деление на слои отсутствует, отмечается разреженность слоев. Часто перечисленные изменения встречаются в различных участках капиллярных петель одного сосудистого клубочка. Эндотелиальная выстилка представлена высокими и крупными (плохо дифференцированными) клетками. Подоциты также имеют признаки незрелости: неправильно ориентированы по отношению к базальной мембране, группируются хаотично вблизи капиллярных петель различного диаметра. Встречаются единичные недифференцированные проксимальные извитые канальцы, выстланные крупными нефроцитами кубической формы, в которых отсутствует базальный лабиринт и отмечается снижение содержания других органелл; просветы часто не определяются (рис. 3)
Рисунок 3. Недифференцированный проксимальный каналец, выстланный крупными незрелыми нефроцитами кубической формы, просвет не визуализируется. ×1600.
. В интерстиции вблизи гломерул, канальцев и артерий располагаются пучки коллагеновых фибрилл.

Вторая группа (12 детей). По данным УЗИ эхогенность паренхимы повышена, дифференцировка ее частично снижена, паренхима истончена до 3-10 мм. Лоханка в переднезаднем размере расширена до 15-30 мм. При проведении ЦДК обнаружено значительно обеднение кровотока с нарушением сосудистого рисунка сосудистого дерева, который до капсулы почки не прослеживается. Значения ИР на уровне магистральной почечной артерии и ее крупных ветвей во всех возрастных группах выше нормальных; на сегментарных и междолевых артериях отмечено наиболее выраженное повышение ИР, однако на уровне дуговых артерий он несколько снижается (табл. 2)

.

При ЭМ-исследовании, как и в первой группе, обнаружены признаки сосудистой мальформации. В некоторых артериолах эндотелиальная выстилка представлена крупными округлыми незрелыми эндотелиальными клетками, ГМК также имеют признаки незрелости - узкий ободок цитоплазмы, очень крупные ядра округлой формы (рис. 4)

Рисунок 4. Порочно сформированная артериола с тонкой базальной мембраной, крупными незрелыми эндотелиальными клетками и плохо дифференцированными, частично вакуолизированными ГМК в ее стенке. ×2400.
. В одном из наблюдений вблизи правильно сформированной афферентной артериолы в зоне склероза располагалась группа плохо дифференцированных клеток (рис. 5)
Рисунок 5. Группа недифференцированных клеток вблизи артериолы в зоне периваскулярного склероза. ×1000.
. Как и у детей первой группы, выявлены признаки гипоплазии гломерул - капиллярные петли плохо визуализируются, эндотелий и подоциты группируются хаотично, имеют признаки незрелости. При большом увеличении определяются следующие нарушения строения подоцитов: крупные эухроматиновые ядра (с равномерным гомогенным распределением хроматина) при отсутствии ядрышек, ядерно/цитоплазматическое соотношение резко сдвинуто в сторону ядра, цитоплазма вакуолизирована (гидропия), количество органелл (эндоплазматический ретикулум, митохондрии, лизосомы) в ней уменьшено, они сгруппированы в области одного из полюсов клетки (рис. 6)
Рисунок 6. Группа недифференцированных, тесно расположенных подоцитов с очень крупными ядрами, узким ободком цитоплазмы и плохо сформированными ножками вблизи капилляра. ×2400.
. Большие и малые отростки подоцитов часто вообще отсутствуют - в этих участках клетки «распластывались» по базальной мембране (рис. 7)
Рисунок 7. Неравномерность толщины и нарушение строения базальной мембраны, фрагмент порочно сформированного подоцита с очень крупным большим отростком при отсутствии малых. ×21 000.
.

Третья группа (5 детей). Количественная оценка гемодинамики выявила значительное повышение ИР как на уровне магистральной артерии, так и ее ветвей всех калибров - его значения достигали 0,82-0,86; по данным ЦДК сосуды практически не визуализировались. Толщина паренхимы составила 0-2 мм, она недифференцирована, имеет повышенную эхогенность. Лоханка в переднезаднем размере расширена более чем на 30 мм, чашечки более 20 мм.

По данным ЭМ-исследования артерия в одном из наблюдений (нефункционирующая почка у ребенка 3 дней) представлена тремя тесно расположенными срезами одного диаметра, т.е. имеет извитой ход - «кинкинг» (рис. 8)

Рисунок 8. Извитая артериола, просвет которой выстлан незрелыми крупными эндотелиальными клетками, ГМК распределены неравномерно. ×1600.
. По сравнению с детьми первой и второй групп, у которых были найдены изменения в строении стенок части артериол, у детей этой группы правильно сформированные артериолы уже единичны. В гипопластичных гломерулах подоциты мелкие, неправильно сформированные и ориентированные вдоль базальной мембраны; в этих случаях их поперечно срезанные ножки определяются в мочевом пространстве. Следует отметить, что «незрелость» подоцитов напрямую коррелирует с нарушениями в строении подлежащей базальной мембраны и неравномерностью ее толщины. Базальная мембрана недифференцированных канальцев также часто имеет неравномерную толщину.

Как известно, ЦДК с определением ИР дает представление о состоянии интрапаренхиматозных сосудов почек; ИР как физиологический параметр косвенно отражает степень сопротивления, т.е. резистентности внутрипочечных сосудов [3]. В нашем исследовании сравнение значений ИР в различных группах пациентов в зависимости как от выраженности морфологических изменений, так и от их возраста выявило тенденцию к его повышению при нарастании степени тяжести морфологических изменений.

Как в нормальной почке, так и при ее гидронефротической трансформации показатели ИР на центральных артериях несколько выше, чем на интрапаренхиматозных; величина его определяется толщиной стенки сосуда [4, 5]. Повышение значений ИР у детей раннего возраста практически на всех ветвях почечной артерии и во всех группах доказывает, что это является выражением процесса дизангиогенеза, который может проявляться извилистостью хода артерий всех калибров, нарушением их ветвления, а также врожденными нарушениями строения их стенок. Кроме того, можно сделать заключение о том, что у детей первых лет жизни изменения в сосудах носят исключительно врожденный характер, без наслоившихся позднее проявлений адаптивных процессов, прежде всего гипертрофии ГМК и склероза стенок, приводящего к их утолщению, повышению резистентности и усилению ригидности.

Важным является тот факт, что у детей всех возрастов из первой и второй группы отмечен «хаос» в распределении данных по ИР, когда его значения на более мелких ветвях почечной артерии превышали показатели на артериях более крупного калибра. Полученные результаты также указывают на наличие признаков дизангиогенеза - нарушение топографии, ветвления, патологическая извилистость почечных сосудов в гидронефротических почках. Что же касается детей третьей группы, то значительное повышение у них ИР на артериях всех калибров, в том числе и мелких (дуговых и междольковых), в сочетании с резким истончением паренхимы и нарушением ее дифференцировки - тяжелыми гипопластическими изменениями - обусловлено прежде всего значительными нарушениями гемодинамики в паренхиме почки, в том числе и внутриклубочковой гипертензией.

Анализируя данные ЭМ-исследования, можно сделать вывод о том, что на ультраструктурном уровне у детей всех групп присутствуют различные признаки дизангиогенеза, которые затрагивают артерии всех калибров. Также во всех биоптатах почек детей независимо от возраста и группы исследования, т.е. от степени «сохранности» почечной паренхимы и значений ИР, нами найдены признаки гипоплазии компонентов почечной паренхимы. Однако количество незрелых гломерул и канальцев варьировало как по количеству измененных структур, так и по степени тяжести их проявлений; морфологические признаки дизнефрогенеза были максимально выражены у детей третьей группы.

Заключение

Таким образом, характерные ультраструктурные проявления мальформации интрапаренхиматозных сосудов и гипоплазии почечной паренхимы присутствовали у детей всех трех групп независимо от тяжести клинических проявлений гидронефроза. Однако выраженность сосудистой мальформации положительно коррелировала со степенью гипоплазии почечной ткани, особенно с нарушениями строения гломерул, количеством недифференцированных канальцев. Наиболее тяжелые врожденные изменения в виде дизангио- и дизнефрогенеза наблюдаются у детей третьей группы, особенно первых дней и месяцев жизни, когда требовалось срочное оперативное вмешательство по поводу нефункционирующей почки.

По нашему мнению, наиболее значимыми ультраструктурными признаками, демонстрирующими тесную связь между процессами дизангио- и дизнефрогенеза являются: однотипность нарушения строения базальной мембраны гломерул и артериол, что проявляется неравномерностью ее толщины и стертостью слоев; незрелость эндотелиальных клеток как капилляров гломерул, так и артериол, когда они имеют крупный размер и округлую форму, становятся высокими и значительно выстоят в просвет.

Также важным фактором, подтверждающим их взаимосвязь, является прямая корреляция между повышением значений ИР на всех ветвях почечной артерии по мере нарастания тяжести гипопластических изменений в паренхиме гидронефротически измененных почек.

Конфликт интересов отсутствует.

Участие авторов:

Концепция и дизайн: С.Л.О.

Исследование, сбор и обработка материала: Г.С.И., С.Л.О.

Написание текста и редактирование: С.Л.О.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail