2 курс / Гистология / Малышев_М_Е_Патогенетическое_и_диагностическое_значение_нарушений

41

блокадой проведения сигнала активации в результате инактивации внутриклеточных звеньев сигнализации токсинами и метаболитами, кортикостероидами [150, 163, 202, 288, 289]. Взаимодействие антигенного комплекса с молекулами ТКР, не сопровождающеееся формированием сигнала активации, ограничивает продукцию IL-2. В конечном итоге нарушается дифференцировка Т-клеток в Т-хелперы, а значит и продукция фактора стимуляции В- клеток - интерлейкина-4. Патология В-лимфоцитов обусловлена нарушением антигензависимой программы, индуцируемой контактом комплекса HLADR+антиген с Т-лимфоцитами-хелперами и регулируемой продуктами T-

лимфоцитов I и II типа - IL-2, IL-4, IFNγ [150].

Таким образом, в первые сутки после травмы, то есть в остром периоде травматической болезни, со стороны иммунной системы развиваются как приспособительные, так и патологические реакции. Первые включают активацию миграционных процессов, прежде всего стволовых кроветворных клеток, Т-лимфоцитов, усиление дифференцировки пре-В-клеток в В- лимфоциты и повышение способности макрофагов к индукции гуморального иммунного ответа. Развитие иммуносупрессии обусловлено патологическими реакциями, в частности, угнетением миграции В-лимфоцитов из костного мозга и их функциональной активности, ингибированием хелперной функции Т-клеток и нарушения пролиферации Т-лимфоцитов и их кооперативного взаимодействия с В-лимфоцитами [96].

1.3. Костномозговое кроветворение при травме

Органы иммуногенеза – иммунорегуляторные центры головного мозга, костный мозг, вилочковая железа, селезенка, лимфатические узлы и тканевые макрофаги иммунокомпетентных органов, печени, почек и легких, при геморрагическом шоке находятся в режиме ограниченного кровоснабжения [325], что существенно влияет на метаболизм клеточных элементов и их

42

функциональную активность.

Степень компенсации функций и образования клеточных элементов в органах иммуногенеза в критической ситуации определяется эволюционно закрепленной генетической детерминированностью этапов формирования того или иного клеточного пула [21]. Чем выше дифференциация функций клеточной популяции, тем сложнее и продолжительнее процесс восстановления пула. Это положение подтверждается длительным восстановлением числа и функциональной активности Т-лимфоцитов, происходящим в течение 40-60 дней после травмы, а при наиболее тяжелых травматических повреждениях - и в более поздние сроки [73].

Наибольшие изменения затрагивают костный мозг. При травме увеличивается выброс незрелых клеток-предшественников в кровяное русло. При этом, число предшественников гемопоэза, остающихся в костном мозге, резко снижается по сравнению с нормальным уровнем (на основании подсчета колониеобразующих единиц гранулоцитов и эритроцитов) и остается таким вплоть до 14 дня после травмы, несмотря на то, что уровень эритропоэтина (EPO) в плазме травматических больных в 2-10 раз превышает нормальный уровень. Поэтому возникновение посттравматической анемии некоторые авторы связывают с снижением ответа костного мозга на воздействие EPO (ге-

ны STAT-5 группы) [263]. Данные Corvin E. (2005) [157] показывают, что травма вызывает глубокие изменения в кроветворения в костном мозге. Несмотря на нормальный или повышенный уровень EPO в плазме пострадавших и добавление в культуру клеток экзогенного EPO уровень бурстобразующих единиц эритроцитов (БОЭ) в культуре костного мозга оставался сниженным.

Гистологическое исследование костного мозга показало, что клеточность костного мозга снизилась у 65% обследованных пациентов. Стромальные клетки являются необходимыми для успешного кроветворения, а данные Livingstone (2007) [261] показывают значительное снижение роста стромальных клеток в костном мозге. Одним из механизмов регуляции кроветворения

43

стромальными клетками заключается в производстве белков внеклеточного матрикса, ECM белков и гликозаминогликанов для взаимодействия с молекулами адгезии на клетках-предшественниках, в ряде важных аспектов гемопоэза, включая сохранение незрелых кроветворных клеток в костном мозге, поддержание уровня ранних предшественников. Изменения стромы костного мозга также влияет на продукцию растворимых факторов, которые могут оказывать положительное или отрицательное воздействие на развитие клеток, таких как IL-3 и GM-CSF. Так Moore с соавторами (2005) [295] обнаружили снижение продукции GM-CSF моноцитами от пациентов после сочетанных травм. Уровень продукции цитокинов, негативных для кроветворения, таких как TGFβ остается повышенным после травматического воздействия и и не исключено, что неспособность костного мозга к адекватному гемопоэзу связана с гиперэкспрессией негативных гемопоэтических регуляторов.

В большинстве исследований каких-либо патоморфологических макроскопических изменений в костном мозге, характерных для травмы и кровопотери не обнаружено. По данным B.C. Сидорина (1993) [88], к 3-5 суткам после кровопотери, обусловленной ранением, в костном мозге усиливается пролиферативная активность клеток эритроидного ряда в виде формирования островков эритропоэза с нарастанием количества эритробластов и нормобластов, хотя статистической связи выраженности эритропоэза с объемом кровопотери автор не наблюдал ввиду того, что в большинстве случаев пациентам проводилось адекватное возмещение потерянной крови путем гемотрансфузий. Одновременно нарастает удельное количество мегакариоцитов с увеличением базофилии их цитоплазмы и усилением клазматоза, что является отражением активации тромбоцитопоэза. У отдельных умерших, у которых кровопотеря сопровождалась тяжелым шоком и которым проводились реанимационные мероприятия, в костном мозге автор отмечал очаги некроза в местах диапедезных кровоизлияний, что, по его мнению, может быть объяснено местными нарушениями микроциркуляции.

44

Влитературе нам не встретилось работ о состоянии кровотока в костном мозге при кровопотере, однако по аналогии можно полагать, что в артериолах здесь вначале также развивается спазм, а затем полнокровие сосудистого русла, что обусловливает тканевую гипоксию.

Изменения вилочковой железы в значительной степени зависят от сроков, прошедших после кровопотери. На начальных этапах характерны некрозы в железе, что особенно проявляется колликвационными некрозами тимических телец в виде увеличения их в объеме и утраты структурности, а также диапедезные кровоизлияния. Своеобразные «лимфоцитарные потоки», по данным уже упоминавшегося B.C. Сидорина (1993) [88], характерны только для лиц, перенесших тяжелый шок и реанимацию. Наблюдающееся в тимусе его опустошение в отношении лимфоцитов и обнажение ретикулоэпителиальной стромы могут быть объяснены не только выходом лимфоцитов из железы в кровь (с учетом отмечаемой у больных Т-лимфопении), но и замедлением пополнения лимфоцитами железы в условиях высокой концентрации в крови глюкокортикоидов, поступление которых в кровь из надпочечников продолжается по мере продолжения кровопотери.

Вселезенке первоначальной реакцией на кровопотерю является малокровие красной пульпы, которое в дальнейшем в период, соответствующий торпидной фазе шока, становится менее выраженным независимо от проведения или непроведения возмещения кровопотери, но при этом кровенаполнение синусов все равно не достигает нормы. У умерших в первые сутки после кровопотери общий объем лимфатических образований (периартериолярных муфт и лимфатических узелков) снижается, но относительный объем светлых центров в узелках остается неизменным, что свидетельствует о снижении массы белой пульпы за счет маргинальной зоны узелков.

Травматическое воздействие на костную ткань в эксперименте вызывает динамические сдвиги в формировании эритробластического ростка, заключающиеся в его сужении на уровне эритробластов, базофильных и оксифильных нормобластов как проявление снижения пролиферации и дифференци-

45

ровки клеток в посттравматическом периоде, а также, выброс юных клеточных форм в периферическую кровь. Расширение эритробластического ростка установлено на уровне полихроматофильных нормобластов. Количество эритроцитов (RBСх1012/л), гемоглобина (HGB, г/дл) и гематокритного числа (HCT,%) резко снижается после травмы. Отмечено снижение показателей, характеризующих объем эритроцитов, среднее содержание гемоглобина в эритроците (МСН, пг), а также на 100 мл крови (МСНС, г/дл). Морфологический анализ показывает, что структура эритроцитов подвержена значительной деформации [261].

Гистологическое исследование костной ткани и костного мозга в этот период показало, что через сутки после острой костной травмы канал диафиза кости заполнен кровяным сгустком, содержащим разрушенные эритроциты и множественные мононуклеарные клетки с хорошо окрашенными ядрами. На 3-и сутки в сгустке превалируют клетки фибробластических популяций. Кость вблизи зоны повреждения имеет следы реактивных преобразований: отмечено наличие сосудов различных степеней наполнения, в некоторых из них находятся смешанные тромбы. К 5-м суткам в месте травмы отмечаются остаточные элементы смешанного тромба, просвет костномозгового канала заполнен рыхлой соединительной тканью, Между пучками волокон соединительной ткани присутствует значительное количество тонкостенных, с большим просветом сосудов. Среди клеточных популяций соединительной ткани появляются макрофагальные и лимфоидные клетки. В этой зоне отмечена пролиферация элементов грануляционной ткани, клеточная инфильтрация лимфоцитами и плазматическими клетками костного мозга. К 7-му дню область отломка заполнена фрагментами грубоволокнистой соединительной ткани [18].

При микроскопическом исследовании структуры костного мозга установлено, что строение сосудистых и гемопоэтических компартментов без дистрофических и апластических изменений, хотя ряд особенностей, по сравнению с нормой, были ярко выражены. На 1–2- е сутки после травмы обнаружены значительные изменения микрососудистого русла,

46

характеризующиеся расширением сосудистых синусов, представленных тонкостенными венами. Клетки эритробластного ростка костного мозга находятся на различных стадиях пролиферации и дифференцировки. Наиболее дифференцированные эритроидные предшественники и зрелые эритроциты прилегают непосредственно к эндотелиальным клеткам сосудистых синусов. Клетки миелоидного ростка костного мозга располагаются неравномерно, среди них преобладают молодые без видимых изменений формы [18].

Так называемый конститутивный гемопоэз регулируется цитокинами и межклеточными взаимодействиями и происходит в особых зонах костного мозга, расположенных рядом с костной тканью и граничаших с синусоидальным эндотелием [24, 229]. Медленно размножаясь, часть стволовых клеток покидают ниши, попадают в другие зоны костного мозга и начинают дифференцировку. Более активная мобилизация стволовых клеток наблюдается при нарушении гомеостаза, вызванном гипоксией, а также при воздействии G- CSF или IL-1. Пролиферация и жизнеспособность стволовых клеток, нужная для самоподдержания, регулируется с помощью мембраносвязанного SCF, экспрессируемого остеобластами стромы и взаимодействующего с рецептором kit на стволовых клетках. Индуцированный гемопоэз служит для быстрого восстановления нарушенного гомеостаза, восполнения количества зрелых клеток на периферии и для временного увеличения числа зрелых клеток для выполнения конкретных функций [24].

Все гемопоэтические цитокины могут быть разделены на две условные группы по принципу регуляции двух описанных типов гемопоэза. Цитокины, регулирующие как конститутивное, так и индуцированное кроветворение,

включают SCF (он же kit-лиганд, steel factor), G-CSF, M-CSF, GM-CSF, IL-3,

тромбопоэтин, эритропоэтин и провоспалительные цитокины, активирующие кроветворение: IL-1, IL-6, TNF. IL-3 и GM-CSF стимулируют пролиферацию и дифференцировку практически всех клеток-предшественников миелоидного ряда на ранних этапах их развития [24, 254, 259] (таблица 4). Более диф-

47

ференцированные предшественники находятся в основном под контролем линиеспецифичных цитокинов, стимулирующих развитие только одного ростка кроветворения [100, 111]. Так, созревание эритроцитов из коммитированных предшественников контролируется эритропоэтином практически без участия других факторов [111]. Также к гемопоэтическим ростовым факторам могут быть отнесены IL-1 и IL-6, для которых клетками-мишенями служат ранние предшественники всех ростков кроветворения и стволовая клетка, а сама функция стимуляции кроветворения является составной частью мобилизации защитных сил организма при борьбе с инфекцией. Наконец, есть цитокины, негативно регулирующие пролиферацию и созревание кроветворных клеток. К ним относятся интерфероны, TNF, TGF-β [24, 187, 285, 300].

Развитие анемии наряду с нарушениями сосудистых реакций и респираторной функции легких усугубляет тканевую гипоксию, в ответ на которую резко увеличивается продукция эритропоэтина. Последний стимулирует пролиферативные процессы в костномозговом отделе эритрона и изменяет его вектор дифференцировки. Гибель эритроцитов и их ускоренная элиминация обусловлены также комплексом иммунопатологических реакций. Также, после перенесенного травматического шока в эритроне (сообществе клеток– переносчиков кислорода) получает развитие патологический процесс, реализуемый неспецифическими разноплановыми изменениями эритроцитов: зна-

49

чительным сокращением продолжительности жизни их циркулирующего пула вследствие гемолиза и ускоренной элиминации из кровеносного русла [31].

Выраженность анемизации пациентов с травматической болезнью тесно коррелирует с тяжестью и прогрессированием данного заболевания, а также с риском развития сосудистых и инфекционных осложнений. А для постреанимационного периода, протекающего на фоне тяжелых повреждений ЦНС, показано характерное замедление восстановления периферического звена эритрона, а также более выраженные морфофункциональные изменения клеток белой крови. Общей реакцией системы гемопоэза на экстремальное воздействие является повышение числа клеток-предшественников в крови [261, 335].

Уже в первые часы после травмы происходит повышение числа колониеобразующих клеток-предшественников гранулоцитопоэза и повышаютя темпы их созревания. Увеличение числа нейтрофильных гранулоцитов в периферической крови положительно коррелирует с уровнем адреналина и цАМФ в плазме крови, что позволяет предположить зависимость процесса от b-адренергической стимуляции. Наряду с выходом клеточных элементов из депо происходит активация стволовых клеток-предшественников грануломоноцитопоэза. Установлено, что в спинномозговой жидкости и смывах, полученных при бронхоскопии у пациентов с тяжелыми травмами головы и груди, увеличивается содержание гранулоцитарного колониестимулирующего фактора (G-CSF), уровень которого достигает максимальных значений уже через 3 часа после травмы и затем, при неосложненном течении быстро снижается к 7- м суткам посттравматического периода. В случае развития гнойных осложнений уровень G-CSF остается повышенным [109]. Таким образом, первая волна лейкоцитоза формируется за счет предшествующего пула лейкоцитов, а последующие представляют собой результат стимуляции гемопоэза. Поскольку первоначально происходит выход в кровяное русло функционально состоятельных клеток, находившихся прежде в депо, в периоде острой реакции на травму отмечается увеличение фагоцитарной активности нейтрофилов [109].

50

В течение первых суток после травмы наблюдается клеточное опустошение тимуса и селезенки, сопровождающееся дистрофическими и метаболическими (угнетение синтеза ДНК и белка) изменениями в стромальных клетках. При этом количество полноценных лимфоцитов не восстанавливается в течение продолжительного периода времени вследствие нарушения созревания бластных форм лимфоцитов. Результаты изучения костномозгового лимфопоэза при неосложненном течении посттравматического периода показали, что в 1-е сутки происходит увеличение количества клеток лимфоидного ряда, появляются лимфобласты, но к 10-м суткам наблюдается нормализация всех показателей [220].

Вызывает интерес также то обстоятельство, что гематологические нарушения не ограничиваются изменениями со стороны красного и белого ростков кроветворения. По данным D. H. Livingston (2003) [261], после тяжелой травмы происходит активация мегакариоцито- и тромбоцитопоэза. Вместе с тем, "возмущающий" фактор (гипоксия, стресс-реакция) в значительной степени приводит к укорачиванию их жизни.

1.4. Иммунологические критерии развития воспаления и инфекционных

осложнений при сочетанной травме

Расстройство функций органов при CТ происходит из-за воспалительного процесса, который развивается во всем организме как комплексная реакция хозяина на травматическое повреждение тканей, гиповолемический шок и восполнение кровопотери [332]. Первоначально восстановительные процессы включаются местным выделением медиаторов воспаления - цитокинов, комплемента, производных арахидоновой кислоты и активных метаболитов кислорода.

Синдром системного воспалительного ответа (ССВО) понимается как реакция организма на воспалительный процесс, независимо от его причины, характеризуется генерализованной активацией сосудистого эндотелия и по-