Введение

Хронический гнойный средний отит (ХГСО) считается многофакторным заболеванием, возникающим после перенесенного острого гнойного среднего отита в результате сложной серии взаимодействий анатомических, экологических, бактериальных, иммунных и генетических факторов [1—12]. Патоморфологические изменения при хроническом воспалительном процессе в полостях среднего уха происходят на фоне активации свободнорадикального окисления субстратов и способствуют созданию условий для формирования патологического ремоделирования костной ткани по различным вариантам: остеонекроз, остеопролиферация и остеосклероз [13—17]. При остеонекрозе с выраженной деструкцией костной ткани структур среднего уха на фоне вялотекущей воспалительной инфильтрации заживление происходит через грануляционное воспаление с лакунарной резорбцией в очаге гнойного расплавления костной ткани с уплотнением периферии кости пирамиды по типу образования ограничительной линии или капсулы [18—24]. Наиболее вероятной причиной ограничительного остеосклероза является стимулирующее влияние продуктов распада коллагена по механизму обратной связи [25]. Продукты резорбции эндогенного коллагена в тканях значительно усиливают макрофагальную реакцию, они обладают свойством аттракции (привлечения) макрофагов, которые перерабатывают коллагеновые волокна детрита очага воспаления в аминокислоты и полипептиды, стимулируя коллагеногенез через специфические мембранные рецепторы фибробластов. Авторы утверждают, что продукты разрушения коллагена и взаимодействие клеток играют важную роль в осуществлении ауторегуляции ремоделирования ткани, когда процессы синтеза преобладают над катаболизмом с накоплением коллагена патологического IV типа [26]. Данные процессы направлены на возможность закрытия поствоспалительного дефекта тканей с последующим ингибированием биосинтеза коллагена путем перехода фибробластов в неактивные формы — фиброциты и активные формы — фиброкласты и с частичным аутофаголизисом клеток [27]. Пусковым моментом развития патологического ремоделирования костной ткани структур височной кости при ХГСО является локальное воспаление, в том числе повреждение после хирургических вмешательств [28, 29]. По данным литературы, коллаген как основной компонент соединительной ткани участвует в репаративном остеогенезе у пациентов с ХГСО после реконструктивно-санирующей хирургии [27]. Патогенетические процессы заживления костной ткани структур среднего уха после реконструктивно-санирующей хирургии проходят по принципу «повреждение — воспаление — восстановление» (за счет роста коллагена соединительной ткани). Согласно В.В. Серову и А.Б. Шехтеру (1981), фазы воспалительного процесса заживления проходят через ремоделирование тканей — формирование и перестройку редуцирующей грануляционной ткани и хаотически расположенных коллагеновых волокон в результате деятельности фиброкластов и остеокластов [27]. Данный механизм является частью сложного интегрального процесса, проходящего под регуляторным влиянием нейротрофических, эндокринных, иммунных, гуморальных и других процессов. Заключительный этап формирования и стабилизации соединительной ткани продолжается от нескольких месяцев до нескольких лет. Инволюция пневматизированной костной ткани среднего уха продолжается вплоть до полного замещения плотной костной тканью и имеет место после окончания воспалительного процесса [27]. Нарушение динамического равновесия между продукцией и распадом коллагена лежит в основе многих патологических процессов (склерозирование). По существу, происходит патологическая остеорегенерация, когда нарушается структурно-образовательная функция кости. Для остеосклероза имеют значение активность пролиферативной реакции и соотношение биосинтеза и катаболизма коллагена I и IV типов [30, 31].

Таким образом, становится очевидной важность коллаген-тканевого взаимодействия в костной ткани структур среднего уха у пациентов с ХГСО, в том числе по распаду и продукции коллагенов. Идентификация типа коллагена на фоне хронического воспаления при гистоморфологическом исследовании позволит раскрыть один из многих аспектов патогенеза патологического ремоделирования костной ткани.

Цель исследования — выполнить сравнительную оценку коллаген-тканевого взаимодействия в костной ткани структур среднего уха у пациентов с хроническим гнойным средним отитом.

Материал и методы

Исследование выполнено в соответствии с Хельсинкской декларацией Всемирной медицинской ассоциации (1964) с последующими поправками. Все пациенты принимали участие в исследовании на добровольной основе с оформлением письменного информированного добровольного согласия (заключение этического комитета ФГБОУ ВО «ЮУГМУ» Минздрава России от 11.11.18). В исследовании участвовали 42 пациента в возрасте от 16 до 60 лет, оперированные в клинических стационарах ФГБОУ ВО «ЮУГМУ» Минздрава России в 2018—2020 гг., с установленным диагнозом хронического гнойного среднего отита на основании жалоб, данных анамнеза, оториноларингологического осмотра, результатов дополнительных методов исследования.

Критерии включения: следующие клинические формы гнойного среднего отита по Международной классификации болезней 10-го пересмотра: хронический туботимпанальный гнойный средний отит (Н66.1); хронический эпитимпано-антральный гнойный средний отит (Н66.2).

Критерии исключения (на момент начала исследования): острое респираторное заболевание; обострение хронических воспалительных заболеваний верхних дыхательных путей, сопутствующая соматическая патология с органной недостаточностью, системные заболевания костной ткани; предшествующие травмы, оперативные вмешательства, кровотечения; предшествующий прием кортикостероидов, цитостатиков в течение месяца до включения в исследование. Исключены пациенты с посттравматической отогенной ликвореей, в том числе ятрогенного характера, им выполнена санация полостей среднего уха с пластикой ликворного свища по собственной методике с использованием высокоэнергетического лазерного излучения [32].

Всем пациентам выполнена реконструктивно-санирующая операция на среднем ухе. Реконструктивные операции выполнены в соответствии с классификацией Х.Л. Вульштейна (1972) с учетом обнаруженных патологических изменений структур среднего уха [33]. По показаниям санирующий этап операции представлен вариантами аттикоантромастоидотомии с целью удаления очага воспаления и/или патологически измененных тканей и создания закрытой полости среднего уха. В зависимости от данных мультиспиральной компьютерной томографии, диагноза и способа хирургического лечения пациенты разделены на две группы: 1-я группа (n=18) — пациенты с ХГСО после однократной реконструктивной отохирургии; 2-я группа (n=24) — пациенты с ХГСО после однократной реконструктивной отохирургии с элементами санации костных структур. Использовали апробированный метод интраоперационного получения костной ткани барабанной полости, сосцевидного отростка [34]. Полученные в ходе операции фрагменты костной ткани освобождали от мукопериоста, тщательно промывали в 0,9% растворе натрия хлорида, предварительно охлажденном до 2—4°C, для удаления крови, высушивали на фильтровальной бумаге, взвешивали. Для гистоморфологического микроскопического исследования образцов применяли метод декальцинации костной ткани солями этилендиаминтетрауксусной кислоты под действием микроволнового излучения в гистиопроцессоре Tissue-Tek VIP (Sakura Seiki Co. Ltd., Япония) при температуре 37°C, частоте 50 Hz. После декальцинации осуществляли стандартную проводку материала для обезвоживания и уплотнения. Препараты для световой микроскопии готовили из срезов парафиновых блоков, окрашивали гематоксилином и эозином [35—38]. Гистологические препараты изучали на микроскопе Leica DM RXA (Leica Microsystems CMS GmbH, Германия) с помощью цифровой видеокамеры LEICA DFC 290 (Leica Microsystems CMS GmbH, Германия), сопряженной с персональным компьютером. Для морфометрических исследований изображения микропрепаратов в формате графических файлов *.TIFF в цветовом пространстве RGB использовали программу анализа изображений ImageScope M (Германия).

Статистический анализ выполнен с использованием пакета прикладных компьютерных программ Statistica 8.0 for Windows. Данные обработаны методами дескриптивной статистики и представлены в виде медианы (Me) и диапазона между нижним (LQ, 25-й процентиль) и верхним (UQ, 75-й процентиль) квартилями в формате Me [LQ— UQ]. Статистическую значимость межгрупповых различий определяли, используя U-критерий Манна—Уитни. Проверка статистических гипотез выполнена при критическом уровне значимости 0,05 (p<0,05).

Результаты и обсуждение

Иммуногистоморфологическое исследование выявило у пациентов обеих групп патологическое ремоделирование костной ткани (таблица).

Данные морфологического исследования у пациентов с хроническим гнойным средним отитом

Примечание. * — статистически значимые различия между показателями групп.

Биопсийный материал от пациентов (n=7) без воспалительной патологии височной кости (с другими оперативными вмешательствами на среднем ухе: врожденная дисгенезия наружного и среднего уха, хемодектома барабанной полости, врожденная глухота, двусторонняя сенсоневральная тугоухость III—IV степени) использован как шаблон для программного анализа изображений сосудисто-стромальных площадей и соотношений различных типов коллагена в костной ткани (рис. 1, 2 на цв. вклейке). При продолжающемся воспалительном процессе слизистой оболочки полостей среднего уха при ХГСО формируются необратимые патоморфологические изменения с деструктивной перестройкой мукопериоста, постепенным фиброзным утолщением костных стенок, очагами оссификации и склерозирования, прогрессирующим процессом дисгенезии ячеистой структуры сосцевидного отростка (рис. 3 на цв. вклейке). Процесс активной остеопролиферации с реактивным разрежением костной ткани считается вариантом незавершенного костеобразования, который у пациентов сопровождается наибольшим количеством рецидивов и осложнений ХГСО (рис. 4 на цв. вклейке). Регенеративный остеогенез происходит путем трансформации коллагеновых волокон I типа в волокна патологического IV типа с замещением воздушных ячеек плотной костной тканью и уменьшением площади кровоснабжения сосцевидного отростка, что благоприятно для ограничения воспалительного очага у пациента (рис. 5—8 на цв. вклейке). Анализ полученных данных позволяет сделать заключение о наличии существенных количественных изменений коллаген-тканевых соотношений височной кости при всех клинических формах ХГСО. Выявлено статистически значимое уменьшение коллагеновых волокон I и IV типов с уменьшением площади распределения, что свидетельствует о недостаточности компенсаторных механизмов остеогенеза у пациентов 2-й группы, при наличии определенных условий это приводит к прогрессированию и рецидивированию воспалительной патологии. Таким образом, у всех пациентов с ХГСО наблюдаются значительные различия в формировании матрикса костной ткани по патологическому типу, отражающем дисбаланс обменных процессов структур среднего уха, приводящий к тканевой кальцификации. Результаты исследования морфологического состава костной ткани подтверждают выводы относительно активной остеопролиферации с реактивным разрежением костной ткани, что считается вариантом незавершенного костеобразования, который сопровождается у пациентов наибольшим количеством рецидивов и осложнений ХГСО.

Рис. 1. Костная ткань пациента без воспалительной патологии височной кости.

Видны многочисленные различной формы и величины воздушные полости, разделенные тонкими прослойками костной ткани. Микрофотография. Выделена зона увеличения. ×100 (об. ×10; ок. ×10). Окраска гематоксилином и эозином.

Рис. 2. Костная ткань пациента без воспалительной патологии височной кости.

Видны различной формы и величины воздушные полости, разделенные тонкими прослойками костной ткани. Микрофотография. ×400 (об. ×40; ок. ×10). Окраска гематоксилином и эозином.

Рис. 3. Костная ткань пациента с хроническим гнойным средним отитом.

Видны воздушные полости, выстланные слизистой оболочкой с однослойным вакуолизированным эпителием. Прослойки рыхлой, неоформленной, отечной соединительной ткани интенсивно инфильтрированы лейкоцитами и фибробластами с участками образования новой костной ткани (активный остеосклероз). Микрофотография. ×200 (об. ×20; ок. ×10). Окраска гематоксилином и эозином.

Рис. 4. Костная ткань пациента с хроническим гнойным средним отитом.

Видны воздушные полости, выстланные слизистой оболочкой с однослойным эпителием, заполненные однородным субстратом. Прослойки рыхлой, неоформленной соединительной ткани интенсивно инфильтрированы фибробластами с участками образования новой костной ткани (активная остеопролиферация). Микрофотография. ×200 (об. ×20; ок. ×10). Окраска гематоксилином и эозином.

Рис. 5. Костная ткань пациента с хроническим гнойным средним отитом с подлежащей соединительной тканью, содержащей многочисленные коллагеновые волокна I типа, в окружении мягких тканей с густой лимфогистиоцитарной инфильтрацией и участками пролиферации фибробластов в виде тяжей (активная остеопролиферация).

Микрофотография. ×400 (об. ×40; ок. ×10). Окраска: использованы первичные поликлональные антитела с докраской ядер гематоксилином.

Рис. 6. Костная ткань пациента с хроническим гнойным средним отитом.

На фоне пневматизированных участков костной ткани с белковым субтратом видны многочисленные коллагеновые волокна IV типа (остеопролиферация). Микрофотография. ×400 (об. ×40; ок. ×10). Окраска: использованы первичные поликлональные антитела с докраской ядер гематоксилином.

Рис. 7. Костная ткань пациента с хроническим гнойным средним отитом.

На фоне клеток фибробластического ряда прилегающей мягкой ткани видны многочисленные коллагеновые волокна I типа (остеосклероз). Микрофотография. ×400 (об. ×40; ок. ×10). Окраска: использованы первичные поликлональные антитела с докраской ядер гематоксилином.

Рис. 8. Костная ткань пациента с хроническим гнойным средним отитом.

Участки фиброзированной, плотной, гомогенной костной ткани с единичными микроячейками, окруженные многочисленными коллагеновыми волокнами IV типа (остеосклероз). Микрофотография. ×400 (об. ×40; ок. ×10). Окраска: использованы первичные поликлональные антитела с докраской ядер гематоксилином.

Выводы

Проведенное исследование не позволяет в полной мере охарактеризовать причинно-следственные связи между формированием коллагеновых волокон и течением воспаления, но демонстрирует изменения патогенеза заболевания вследствие нарушения процессов коллагенового ремоделирования костных структур, способствующего поддержанию воспаления в полостях среднего уха. Полагаем, что при всех клинических формах хронического гнойного среднего отита патологическое ремоделирование височной кости может служить индикатором прогрессирующего течения гнойно-деструктивного процесса в полостях среднего уха, позволяющим достоверно дифференцировать гнойные заболевания височной кости, а также определять темп трансформации костной ткани при развитии рецидивов латентного воспаления. При разработке рабочих программ учтены основные моменты развития и исхода воспаления в височной кости, возможные пути лечебного пособия, осуществляется преподавание этих вопросов ординаторам, аспирантам и врачам на курсах профессионального образования [39]. Полученные результаты перспективны с точки зрения разработки новых терапевтических подходов с назначением комплексных противовоспалительных препаратов пациентам с хроническим гнойным средним отитом в предоперационном и послеоперационном периодах реконструктивно-санирующей хирургии с целью улучшения процессов образования новой костной ткани височной кости.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.