Морфофункциональная оценка состояния ЖКТ у больных бронхиальной астмой

Н.У.Чамсутдинов*

Введение. Бронхиальная астма (БА) - системный аллергоз, протекающий с вовлечением в патологический процесс ряда органов и систем организма, в т.ч. и желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) [3]. Изучая ЖКТ у больных БА, многие находят в нем патологические изменения [2-3, 6- 8, 12-13]. В то же время процент выявляемой патологии ЖКТ имеет значимые расхождения у разных авторов. Во многих случаях авторами констатируется факт обнаружения патологических изменений слизистой оболочки (СО) ЖКТ и скупо объясняются возможные механизмы их появления.

В научной литературе выделяются возможные механизмы развития патологических изменений СО ЖКТ у больных БА: местная тканевая гипоксия СО; механическое раздражение СО в результате повышения у больных БА внутрибрюшинного давления; ятрогенные поражения СО вследствие использования больными антиастматических лекарственных средств (ксантины, кортикостероиды, бета-2-агонисты, холинолитики и др.) [8, 10-11, 13-14]. Научные открытия последних лет позволяют предполагать непосредственное участие в развитии патологических изменений ЖКТ у больных БА. Основанием для такого предположения являются: общность иммунной системы слизистых, в том числе лимфоидной ткани, ассоциированной с кишечником и лимфоидной ткани ассоциированной с бронхами; активное влияние многих пептидных веществ, вырабатывающихся эндокринными клетками ЖКТ (вазоактивный интестинальный пептид, брадикинин, бомбезин, пептид гистидин - метионин, кальцитонинпродуцирующий пептид, нейропептид "У", галанин, тахикинины и др.) на функционирование пищеварительной и бронхолегочной систем; обнаружение в СО дыхательных путей большого количества эндокринно-активных клеток, вырабатывающих пептидные вещества идентичные тем, которые вырабатываются эндокринными клетками ЖКТ, и признание существования пептидергических механизмов развития БА [4-5, 7, 9]; обнаружение эндокринной активности ряда клеток иммунной системы (макрофагов, лимфоцитов, эозинофилов и тучных клеток) и нервных окончаний бронхолегочной системы и ЖКТ, вырабатывающих различные пептидные субстанции (субстанцию Р, соматостатин, вазопрессин, вазоактивный интестинальный пептид, нейропептид-гамма, адренокортикотропный гормон, опиоидные пептиды и др.) [1]. Необходимость научного изучения данной проблемы диктует довольно высокий процент патологии ЖКТ у больных БА, которая утяжеляет клиническое течение БА и ведет к ухудшению качества жизни этих больных.

Цель исследования - оценка морфо-функционального состояния СО ЖКТ у больных экзогенной формой БА.

Материал и методы исследования. Обследовано 177 больных экзогенной формой БА (средний возраст 41,6+3,0), из них мужчин - 83 (46,8%), женщин - 94 (53,1%). Для сравнительной оценки состояния ЖКТ в качестве контроля было исследовано 7 здоровых добровольцев. Исследования проводились после добровольного информированного письменного согласия больных. Помимо общеклинических исследований больным проводили: определение сывороточного иммуноглобулина Е (IgE); эзофагогастродуоденоскопию и колоноскопию с забором биопсийного материала; морфологическое, гистохимическое, иммунногистохимическое, морфометрическое и электронно-микроскопическое исследование разных отделов СО ЖКТ. Исследование общего IgE проводили иммуноферментным методом (набор IgE ИФА, СП ДИАплюс, Москва). Парафиновые срезы со СО пищевода, желудка и 12-перстной кишки окрашивали гематоксилином и эозином и по Крейбергу, а со СО толстой кишки - гематоксилином и эозином, толуидиновым синим, по Гримелиусу, и Шифф-реактивом. Для визуализации IgE-позитивных клеток в СО желудка и 12-перстной кишки проводили иммуногистохимические реакции по общепринятой методике (M.E.Boon, L.P.Kok) на депарафинизированных срезах толщиной 3-5 мкн, расположенных на стеклах, покрытых APES-адгезивом. Реакцию проводили с предварительной обработкой срезов в СВЧ-печи с применением цитратного буфера pH 6,0. Реакция выполнялась с использованием стрептовидиновой метки и DAB (DAB Quick kit, Novocastra, UK). Применяли антитела для выявления IgE (Хема-Медика, Россия). В качестве фонового красителя применяли гематоксилин.

Таблица 1

Клеточный состав СО желудка и 12-перстной кишки у больных БА

Показатели, абс. к-во в 1 мм^3	Желудок (n=13)	12-перстная кишка (n=13)
Эозинофилы	70,0+15,7	16,4+3,6
Лимфоциты	746,1+94,8	128,0+22,0
Плазмаклетки	72,1+15,9	21,1+4,2
Палочкоядерные лейкоциты	93,6+32,5	12,6+4,0
Тучные клетки	3,1+0,9	-
IgE-позитивные эозинофилы	1,4+03	2,7+0,3
IgE-позитивные лимфоциты	1,5+0,4	1,2+0,3

Для визуализации IgE-содержащих клеток в СО толстой кишки применяли непрямой метод Кунса. Для постановки реакций использовали моноклональные антитела к IgE мыши, гамма-глобулиновая фракция в разведении 1:10 и меченные ФИТЦ антитела против иммуноглобулинов мыши в разведении 1:10. Морфометрический анализ СО желудка и 12-перстной кишки проводили на парафиновых срезах толщиной 3-5 мкн. При этом подсчитывали клеточный состав СО в одном поле зрения микроскопа. Морфометрический анализ СО толстой кишки проводили на парафиновых срезах толщиной 3-5 мкн. с помощью окулярной измерительной сетки Автандилова. Определяли клеточную плотность инфильтрата и его состав на единицу площади в 1 мм² СО толстой кишки, исследуя 8-10 полей зрения в каждом препарате.

Для электронно-микроскопических исследований гастро- и колонобиоптаты фиксировали в 2,5% растворе глютарового альдегида на какодилатном буфере (РН=7,3) с последующей дополнительной фиксацией в 1% растворе 4-окиси осмия и заливкой в смесь эпона и аралдита. Для прицельной заточки готовили полутонкие срезы, окрашивали метиленовым синим - азур II. Ультратонкие срезы, полученные на ультратоме LKB- III, контрастировали цитратом свинца и изучали в электронном микроскопе JEM-100CX2. Статобработку вели с помощью пакетов программ Microsoft Excel и Biostat. В группах с нормальным распределением данных применяли t-критерий Стьюдента, в выборках с ненормальным - непараметрические критерии Вилкоксона и Манна - Уитни. Для определения взаимосвязи изучаемых параметров проводили дисперсионный и корреляционный анализ.

Результаты. У всех были хронические эзофагиты, гастриты, дуодениты, колиты, у 38,8% - грыжи пищеводного отверстия диафрагмы, у 71,2% - гастроэзофагеальная рефлюксная болезнь, у 32,6% - язвенная болезнь желудка и 12-перстной кишки, у 17,3% - эрозии гастродуоденальной зоны. С усугублением течения БА нарастало как число, так и тяжесть течения этих болезней.

Гистологическое исследование выявило у всех больных в СО пищевода, желудка, 12-перстной и толстой кишок хроническое воспаление. В составе клеточного инфильтрата эзофагогастродуоденальной зоны были лимфоциты, эозинофилы, плазмаклетки, палочкоядерные лейкоциты (табл.1). При этом в СО пищевода превалировала эозинофильно-плазмаклеточная инфильтрация, в СО желудка, 12-перстной кишки - лимфоцитарная инфильтрация. Иммуногистохимические исследования выявили в СО желудка и 12-перстной кишки IgE-позитивные лимфоциты, эозинофилы и единичные тучные клетки (табл.1). В СО толстой кишки чаще была плазмаклеточная и лимфоцитарная инфильтрация. Абсолютное число плазмаклеток превышало число лимфоцитов на 171,5%. В сравнении с контролем число лимфоцитов выросло на 8,7%, плазмаклеток - на 153%, макрофагов - на 1%, фибробластов - на 3,4%, эозинофилов - на 371,6%, нейтрофилов - на 217,3%, IgE-содержащих клеток - на 56,6%, эндокринных клеток - на 205,2% (табл. 2).

Таблица 2

IgE крови (ЕД/мл) и клеточный состав СО толстой кишки при БА

Показатели, абс. к-во в 1мм^2	БА (n=141)	Контроль (n=7)	Р
Лимфоциты	3897,8+59,6	3584,7+119,3	0,042
Плазматические клетки	6683,8+144,3	2641,4+163,2	<0,001
Макрофаги	1053,0+26,4	1041,9+123,8	0,93
Фибробласты	2479,9+55,2	2398,3+245,9	0,75
Фиброциты	1372,3+33,9	1514,3+235,9	0,57
Эозинофилы	798,5+30,2	169,3+19,3	<0,001
Нейтрофилы	190,4+6,8	60,0+8,5	<0,001
Бокаловидные клетки	274,4+6,2	152,0+3,6	<0,001
Эндокринные клетки	5,8+0,2	1,9+0,3	<0,001
Тучные клетки	130,5+0,6	106,1+5,1	0,003
IgE-содержащие клетки	41,2+0,6	26,3+0,6	<0,001
IgE крови (ЕД/мл)	504,9+20	52,2+4,2	<0,001

С усилением тяжести течения БА нарастала и клеточная инфильтрация СО толстой кишки (табл. 3). В сравнении с легким интермиттирующим течением в группе с тяжелым течением БА в СО толстой кишки увеличивалось абсолютное число лимфоцитов - на 2,9%, плазмаклеток - на 134,6%, макрофагов - на 3,6%, эозинофилов - на 286,2%, нейтрофилов - на 259,4%, бокаловидных клеток - на 99,6%, тучных клеток - на 16,7%, IgE-содержащих клеток - на 63,3%. Число фибробластов уменьшилось на 10,2%, а фиброцитов - на 24,2%.

Таблица 3

IgE крови (ЕД/мл) и клеточные элементы СО толстой кишки () в зависимости от тяжести течения БА (M+m)

Показатели, абс. кол-во в 1мм^2	Легкое интермитти- рующее течение (n=22)	Легкое персисти- рующее течение (n=44)	Cредней тяжести течение n=48)	Тяжелое течение (n=27)
IgE крови	208,0+10,0**^^	369,9+13,4**^^	605,8+19,3**^^	780,3+38,0**
Лимфоциты	3473,4+117,4	4110,5+138,2*^	4013,4+80,5*^^	3691,3+86,1
Плазмаклетки	3653,2+132,3**^^	6029,4+91,5**^^	7610,3+104,1**^^	8572,2+78,9**
Макрофаги	977,0+63,7	1087,3+45,9	1079,3+48,8	1012,2+57,1
Фибробласты	2431,3+139,3	2615,1+120,6^^	2556,3+87,7^^	2163,4+60,0
Фиброциты	1492,0+99,2^	1511,4+59,0^^	1325,4+54,7^	1131,3+53,3
Эозинофилы	308,2+17,4**^^	662,0+24,4**^^	928,0+41,3**^^	1190,3+51,6**
Нейтрофилы	77,4+5,8^^	153,0+7,1**^^	227,1+6,7**^^	278,2+11,1**
IgE-содержащие клетки	31,1+0,6^^	35,8+0,4*^^	45,3+0,4**^^	50,8+0,5**
Эндокринные клетки	2,9+0,2*^^	4,9+0,1**^^	6,7+0,2**^^	8,6+0,4**
Тучные клетки	120,8+0,7*^^	126,7+0,5*^^	132,5+0,6*^^	141+1,2**
Бокаловидные клетки	189,4+4,2**^^	231,0+3,9**^^	307,8+4,4**^^	378+7,4**

Примечание. Различия показателей c группой контроля: * - P<0,05; ** - P<0,001. Различия показателей с тяжелым течением: ^ - P<0,05;^^ - P<0,001

В периферической крови больных БА выявлено увеличение количества IgE. С увеличением количества сывороточного IgE, в СО толстой кишки нарастала клеточная инфильтрация. Кроме того, с увеличением сывороточного IgE в СО толстой кишки увеличивалось абсолютное количество IgE-содержащих клеток, при этом отмечена сильная степень корреляции (r=0,82, p<0,05). Выявленная корреляционная зависимость между количеством сывороточного IgE и IgE-содержащими клетками СО толстой кишки подтверждает общность иммунной системы слизистых и предполагает развитие процесса перераспределения IgE между кровью и толстой кишкой, миграцию IgE из крови в слизистую кишечника и обратно с развитием общей и местной в СО толстой кишки аллергической реакции. Выявлена корреляционная зависимость между количеством сывороточного IgE и рядом клеточных элементов СО толстой кишки. При этом слабая степень корреляции выявлена между количеством сывороточного IgE и абсолютным количеством лимфоцитов (r=0,26, p<0,05) и фибробластов (r=0,13, p<0,05). Средняя степень корреляции выявлена между уровнем сывороточного IgE и абсолютным количеством макрофагов (r=0,3, p<0,05). Сильная степень корреляции выявлена между уровнем сывороточного IgE и абсолютным числом плазмаклеток (r=0,9, p<0,05), эозинофилов (r=0,9, p<0,05), нейтрофилов (r=0,92, p<0,05), бокаловидных клеток (r=0,88, p<0,05), тучных клеток (r=0,76, p<0,05), эндокринных клеток (r=0,8, p<0,05). Выявлена также корреляционная зависимость между клетками инфильтрата и абсолютным числом IgE-содержащих клеток в СО толстой кишки. При этом слабая степень корреляции выявлена между IgE-содержащими клетками и макрофагами (r=0,025, p<0,05). Сильная степень корреляции - между IgE-содержащими клетками и плазмаклетками (r=0,8, p<0,05), эозинофилами (r=0,705, p<0,05), нейтрофилами (r=0,75, p<0,05), бокаловидными клетками (r=0,87, p<0,05), тучными клетками (r=0,81, p<0,05), эндокринными клетками (r=0,7, p<0,05).

Проведенные электронно-микроскопические исследования слизистых оболочек желудка и толстой кишки у больных с тяжелым и со средней тяжестью течения БА выявили: субтотальный и тотальный отек их слизистых, выраженную ишемию тканей, отслойку базальной мембраны, парциальные некрозы ядер клеток, лимфогистиоцитарную и плазмацитарная инфильтрация стромы собственной пластинки слизистой, а также активация макрофагов. Кроме того, в СО желудка и толстой кишки выявлялись дистрофические изменения вплоть до некротических в различных клетках биоптатов. Обнаруженная диффузная и очаговая инфильтрация СО лимфоцитами и плазматическими клетками, а также активизация макрофагов сопровождались ультраструктурными изменениями плазматических клеток в виде внутриклеточного очагового отека и расширения цистерн гранулярной эндоплазматической сети, что говорит об иммунологической перестройке СО желудка и толстой кишки. Воспалительные изменения в СО желудка и толстой кишки сопровождались явными изменениями со стороны эндокринных клеток. Эти изменения характеризовались процессами дегрануляции и дистрофии с явлениями отека.

У больных экзогенной формой БА на всем протяжении СО ЖКТ развиваются воспалительные изменения, которые имеют иммунную направленность и протекают по IgE-детерминированному типу аллергических реакций. Подтверждением этого является скопление в СО ЖКТ больных БА иммуннокомпетентных клеток (лимфоцитов, плазмаклеток, эозинофилов, нейтрофилов, тучных клеток, IgE-содержащих клеток и др.), а также выявленная нами корреляционная зависимость между сывороточным IgE, IgE-содержащими клетками и клетками инфильтрата СО толстой кишки.

Возможно, у больных БА помимо миграции лимфоцитов и других иммуннокомпетентных клеток из костного мозга и органов иммунной системы (центральных и периферических) в лимфоидную ткань, ассоциированную с кишечником, происходит расширение В-лимфоцитарных зон ЖКТ, активная трансформация тканевых СD-19 клеток в антителобразующие плазмаклетки и активация синтеза ими IgE.

Как известно, при гуморальном типе аллергических реакций IgE и связанных с ними антигенпредставляющих клеток фиксируются на рецепторах клеток-мишеней аллергии (тучных клетках, базофилах, эозинофилах, макрофагах), что сопровождается их дегрануляцией и выделением медиаторов воспаления и пептидных субстанций, которые, возможно, и приводят к развитию воспалительного процесса в СО ЖКТ и миграции в очаг воспаления эозинофилов, нейтрофилов, макрофагов, Т-лимфоцитов. Последние также выделяют ряд медиаторов воспаления, приводящих к хронизации процесса в СО. Скопление в СО эозинофилов является одним из признаков, подтверждающих аллергический характер обнаруженных изменений. Эозинофилы могут рассматриваться как маркеры аллергических заболеваний [10]. Эозинофилия - это защитная реакция слизистой на воспаление, но в то же время эозинофилы обладают и деструктивными свойствами [15]. Основной и катионный протеины эозинофилов оказывают мощное повреждающее действие на СО.

Одной из причин повреждения СО ЖКТ у больных БА является ее тканевая эозинофилия и деструкция СО эозинофильными протеинами. Не исключено, что в развитии воспалительных изменений в ЖКТ у больных БА принимает участие и местная в СО ЖКТ эндокринная система. В пользу этого говорят ее изменения, выявленные в ходе исследования: а) рост в СО толстой кишки абсолютного числа эндокринных клеток, б) нарастание числа эндокринных клеток СО толстой кишки с усилением тяжести течения БА, в) выявление положительной корреляционной зависимости между количеством сывороточного IgE, IgE-содержащими, эндокринными и эндокринно-активными клетками (макрофаги, лимфоциты, эозинофилы, тучные клетки) СО толстой кишки, г) результаты электронно-микроскопического исследования желудка и толстой кишки, которые выявили дегрануляцию эндокринных клеток и их дистрофические изменения с явлениями отека. Надо внедрять в практическое звено здравоохранения эндоскопические и гистологические методы диагностики заболеваний ЖКТ. При этом гистологическое исследование должно являться "золотым стандартом" диагностики эзофагитов, ГЭРБ, гастритов, дуоденитов и колитов. Высокий процент патологии ЖКТ у больных БА требует разработки программ их лечения.

Литература

1. Акмаев И.Г. // Клин. мед.- 1997.- N 11.- С. 8-13.

2. Маев И.В. // Рос. ж. гастроэнтерол., гепатол., колонопроктол.- 2003.- N 5.- С. 19-24.

3. Бронхиальная астма у взрослых: Клинич. реком-ции) /Под ред. А.Г. Чучалина.- М.: Атмосфера, 2002.- 253 с.

4. Barness P.J. // J. Allergy Clin.Immunol.- 1987.- Bd.79.- S.285-295.

5. Barness P.J. // Am.Rev.Respir.Dis.- 1991.- Vol. 143.- P. 28.

6. Dobashi K. // Nippon Rinsho.- 2001.- N 10.- P. 2045.
7. Field SK. // Can. Respir. J.- 2000.- N 2.- P. 167-176.
8. Harding S.M. // Am. J. Med.- 2001.- Vol. 111, Suppl. 8а.- P. 8-12.
9. Kraneveld A.D.et al. // Eur. J. Pharmacol.- 2000.- Vol. 405, N 1-3.- P. 113-129.
10. Jang A.S., Choi I.S. // Respir. Med.- 2002.- Vol. 96, N 3.- Р. 150-154.
11. Lazenby J.P. et al. // Chest.- 2002.- Vol. 121, N 2.- P. 625-634; 2002.- Vol. 121, N 4.- P. 1024-1027.
12. Mogica Martinez M.D. et al. // Rev. Alerg. Mex.- 2001.- Vol. 48, N 5.- P. 145-150.
13. Richter J.E. // Am. J. Med.- 2000.- Vol.108, Suppl4a.- P. 153-158.
14. Simon M.R. et al. // Ann. Allergy Asthma Immunol.- 1997.- Vol. 79, N 4.- P. 333-338.
15. Shahana S, .et al. // Mediators Inflamm.- 2002.- Vol. 11, N 3.- Р.141-148.

Morphofunctional Estimation of a Gastrointestinal State in Patients with Bronchial Asthma

N.I. Chamsutdinov

Summary

Morphologic, immunohistochemical and electron-microscopic examinations of 177 patients revealed chronic inflammation over gastrointestinal mucosa according to IgE-typee of immunologic responses and strain and disbalance of local endocrine system in the gastrointestinal mucosa.

Key words: mucosa, gastrointestinal state

---

* Кафедра факультетской терапии Дагестанской государственной медицинской академии, Махачкала