88573 (Мокрота. Исследование трахеобронхиального содержимого (ТБС))

Военно–медицинская академия

“ Мокрота. Исследование трахеобронхиального содержимого (ТБС)”

Санкт-Петербург

1999 г

Введение.

Многозначные возможности экзогенного фильтра легких обеспечивают стерильность бронхиального и, особенно, бронхоальвеолярного секрета у здоровых людей колеблется в широких пределах: за сутки его объем может доходить до 150 мл. Однако это остается практически незаметным, так как постоянно продвигающийся поток бронхиальной слизи, доходя до глотки, рефлекторно заглатывается. Трудность в получении бронхиального секрета у здоровых лиц остается нераспознанными вопросы о биохимическом составе и интенсивности его образования при воздействии физических и химических факторов. Для суждения о нормальном содержимом бронхов используют раздражающие ингаляции растворами хлорида натрия, йодида калия, бикарбоната натрия или промывные воды бронхов. Правильность диагностической интерпретации лабораторного исследования мокроты во многом зависит от соблюдения правил сбора этого биологического объекта.

Содержание.

I Гистологическое строение

1. Клетки бронхиального эпителия

Слизистый характер бронхиального секрета обусловлен сочетанным функционированием под слизистых желез и бокаловидных клеток. Хотя количество клеток этих желез превосходит в 40 раз число бокаловидных клеток, объем секрета выделяемого последними может в ряде случаев увеличиваться и превышать секрецию желез. Гистохимически и электронномикроскопически оба вида клеток сходны по внешнему виду, однако бокаловидные клетки имеют много электронно- контрастных гранул, хорошо развитый эндоплазматический ретикулум

и аппарат Гольджи; у секреторных клеток гранулы меньшего размера. В трахее у человека определяется в среднем одна подслизистая железа на 1 мм. Каждая железа состоит из трубочек двух типов – слизистых секреторных трубочек длинной 0.5 мм, выстланных слизистыми клетками, выходящими непосредственно в коллекторный проток , и серозных трубочек, около 0.8 мм длинной , выстланных серозными клетками и открывающимися в слизистые трубочки. Собирательный канал каждой железы покрыт цилиндрическим эпителием, за исключением участков , приближающихся к поверхности, состоящих из цилиарных клеток. Проток там расширяется в виде ямки в эпителии. В глубине, среди секреторных и слизистых трубочек, встречается много эпителиальных клеток. Можно предположить, что сокращение этих клеток способствует опорожнению секреторных клеток и железы в целом. С помощью электронной микроскопии в железах выявлены нервные волокна, которые, видимо, относятся к парасимпатическим двигательным нервам. Наличие клеток с плотным ядром рассматривается как подтверждение присутствия симпатической (адренергической) иннервации, наряду с парасимпатической (холинергической) .

Наибольшее количество бокаловидных клеток встречается в трахее и крупных бронхах; их совсем нет в бронхиолах. Сходство бокаловидных клеток со

слизистыми клетками подслизистых желез зависит от наличия у обоих видов клеток электронно-плотных гранул. Серозные клетки схожи с клетками серозных трубочек подслизистых желез. Возможно превращение этих клеток в бокаловидные при развитии хронического бронхита.

Наличие двойной иннервации (адренергической и холинергической ) находящей подтверждение в исследованиях с использованием стимуляции симпатических нервов (введение изопрналина) и последующей блокады этого влияния (введение пропранолола) . Результаты этих исследований свидетельствуют о существовании бетта-рецепторов в клетках бронхиальных путей. Известно из ряда экспериментов,

что препараты ацетилхолинового действия усиливают секрецию, а их антагонисты блокируют образование секрета. Установлено, что простогландин П Г Е , является стимулятором секреции слизи, но не оказывает заметного действия на частоту колебаний ресничек. Из других исследований показано, что стимуляцию секреции и повышение синтеза гликопротеидов можно наблюдать при синтезе гистамина, а также холинэргического стимулятора метахолина.

II Трахеобронхиальное содержимое (ТБС).

1. Биохимический состав трахеобронхиального секрета.

Вода является наиболее значительной фракцией бронхиальной слизи, составляя 92% ее. Она представлена двумя формами- свободной и связанной, преимущественно с гидрофильными группами полианионных цепей муцинов. Вода может содержать растворенными местно синтезируемые белки и белки плазмы, ионы натрия, калия, хлора и др. Считают, что большая часть жидкости бронхиального секрета имеет сосудистое происхождение; однако, механизмы, контролирующие секрецию и реабсорбцию воды, мало изучены. Существование реабсорбции кажется вполне реальным, ибо поверхность бронхов и бронхиол примерно в 2000 раз больше трахеи. В результате деятельности реснитчатого эпителия слизистый покпов перемещается от мельчайших бронхов до трахеи и глотки. Это обеспечивает так называемый мукоцилиарный клиренс (очищение), т.е. выведение из респираторного тракта ингалированных частиц, бактерий и продуктов метаболизма. В ряде исследований показано, что на уровне трахеи контроль за движением воды выполняют серозные клетки подслизистых желез посредством двух внутриклеточных насосов: одного, основного, способствующего прохождению ионов хлора в направление бронхиального просвета, и другого-имеющего отношение к регуляции реабсорбции ионов натрия. Действие некоторых медиаторов, например, ацетилхолина, возможно, связано с поступлением ионов хлора в просвет бронхов и прохождением воды через эпителиальную мембрану.

В защитных механизмах бронхов важная роль принадлежит муцинам благодаря их физико-химическим свойствам, необходимым для эффективного продвижения бронхиального секрета по мукоцилиарному «эскалатору». Будучи полианионными веществами, они могут осуществлять регуляцию концентрации воды и ионов, создавать оптимальные условия для обезвреживания микроорганизмов с участием клеточных факторов защиты.

Слизь ТБС- среда, в которой действуют системы специфической и неспецифической иммунной защиты организма. Здесь находятся клетки «быстрого» реагирования, к которым относятся тучные клетки и альвеолярные макрофаги. Изменения в ТБС носят, прежде всего, приспособительный характер, направленные на уменьшение действия повреждающего агента (микроба, механического фактор и др.). Так, происходит увеличение секрета для «разбавления» агента, т.е. увеличение объема ТБС. Отек слизистых дыхательных путей с транссудацией жидкости в их просвет снижает эндоцитоз ТБС с последующим развитием склероза тканевого матрикса.

Важнейшим компонентом ТСБ является сурфактант. Он образует комплексымуцины- сульфаты Бронхиальные муцины составляют 60-70 процентов сухого вещества слизи определяя ее фибрилярную структуру Обладая высокой относительной молекулярной массой (400тысяч-5милионов Да)муцины состоят из гликановых цепей(ГАГ-гликозо-аминогликаны)Выделяют три класса муцинов: смоло муцыны(наличие на конце N-ацетил нейраминовой к-ты) сульфамицины и нейтральные фукомицины. Муцины обеспечивают фиксацию воды,ионов,белков и др.компонентов. Они адсорбируют компоненты кининовой системы ,что обуславливает их противовоспалительный эффект. Известна концепция двухслойной слизи трахеобронхиального дерева. Так поверхностный слой более плотный и вязкий.Он касается толь верхушек ресничек эпителия. Гель-часть мокроты состоит из длинных эластических нитей (кислых гликопротеинов, содержащих остатки серных кислот). Отрицательные концы имеров этих ГАГ (гепаринсульфаты, хондроитинсульфаты и др.) взаимно отталкиваются, образуя «узелки»-«комочки». Они включают ДНК и РНК из ядер разрушенных клеток. Золь- часть мокроты, электролиты натрия, калия, хлориды и др. По данным реологических исследований (вязкость, текучесть, эластичность) мокроту можно сравнить с многокомпонентным коллоидным раствором, в состав которого входят высокомолекулярные соединения.

1. Защитная функция эпителия бронхов.

Выведение ТБС- один из основных механизмов защиты респираторного тракта. Например, ингалированная частица (микроб, пылинка и др.) вместе со слизистым покрытием проходит мимо 10 клеток слизистой за 1 сек. Следовательно, время контакта микроорганизма с каждой эпителиальной клеткой составляет 1/10 сек. Таким образом, это затрудняет инвазию микроорганизма в клетку. Рассматривая вопрос о защитной функции эпителия бронхов, необходимо остановиться на результатах обследования компонентов содержимого бронхов, т.е. бронхоальвеолярного лаважа и сыворотки здоровых людей. Используя методы электрофоретического разделения в ПААГе и радиальной иммунодиффузии, принципиальных различий не было выявлено. Однако, обнаружено, что содержание иммуноглобулинов A и G, а также трансферина было более высоким в содержимом бронхов, чем в сыворотке крови. Рассматривается вероятность местного синтеза некоторых из них. По данным ряда авторов, количество иммуноглобулинов A и G в жидкости бронхоальвеолярного лаважа при обострении хронического неспецифического заболевания легких (ХНЗЛ) возрастает в 2,25 раза. Однако, не исключено и плазменное происхождение некоторых белковых компонентов ТБС. Наиболее значительную фракцию составляют секреторные иммуноглобулины A_s (IgA_s). Они отличаются от плазменных высокой относительной молекулярной массой (около 390 тыс.). Считают, что IgA_s синтезируются в лимфоплазмоцитарных образованиях; при выходе в просвет бронхов происходит их комплексование с секреторными гликопротеидами. Такие комплексы более устойчивы к воздействию протеолитических ферментов. Некоторые авторы полагают, что уменьшение секреции IgA_s и увеличение продукции нейтральных фукомуцинов отражают снижение защитной функции эпителия бронхов. Контроль за содержанием этих компонентов в бронхиальном содержимом позволяет следить за эволюцией хронического бронхита. В секрете бронхов определяют альбумины, трансферин, -антитрипсин. Из них только трансферин относят к секреторным компонентам. При хроническом бронхите, кроме этих белков, встречаются орозомукоид, ₂-макроглобулин, имеющие плазменное происхождение. По мнению ряда исследователей, местно синтезируемые ₁-химотрипсин; его содержание возрастает одновременно с повышением IgA_s. Отмечено, что содержание ₁-химотрипсина и IgA_s увеличивается при лечении глюкокортикоидами.

1. Протеазы и ингибиторы ТБС и сыворотки крови в норме и при патологии легких .

Физиологически связанной системой является соотношение протеаз и их ингибиторов. Такой баланс существует в сыворотке крови, где основным ингибитором является А-антитрипсин . Его содержание составляет 75-90% от общего ингибиторного потенциала сыворотки. В бронхиальном содержимом помимо плазменного А-антитрипсина , ингибиторную функцию выполняют местно синтезируемые ингибиторы. Причем, если 10-20% приходится на А-антитрипсин , остальную часть составляют ингибиторы протеолиза. В мокроте были выделены два ингибитора : один кислотостабильный ингибитор с молекулярной массой 14-21 тыс, а другой- низкомолекулярный, не обладавший, в отличие от предыдущего антигенной общностью с интер- А-ингибитором трипсина сыворотки. Иммунохимическими исследованиями показано, что плотность клеток ,секретирующих низкомолекулярный ингибиторпротеиназ, увеличивается в дистальном направлении. Секреция ингибиторов на уровне бронхиол должна расцениваться как важный фактор защиты респираторных отделов легких от протеиназ нейтрофилов и альвеолярных макрофагов. Таким образом, появление в дыхательных путях инфекционных агентов вызывает пролиферацию клеток, гиперсекрецию, увеличение количества полиморфноядерных нейтрофилов и, одновременно с этим повышается активность протеаз. Это естественные механизмы защиты. Протеолитические ферменты способствуют разрушению микроорганизмов, расщеплению крупных макромолекулярных комплексов, которое улучшает условия транспорта и элиминации продукта распада бактерий. Полиморфноядерные нейтрофилы являются источником эластазы, колаагеназы, трипсиноподобного фермента. Активность эластазы возрастает при щелочной и снижается- при кислой реакции среды. Повышение величины активности фермента соответствует высокому титру микроорганизмов. Среди факторов защиты бронхов следует сказать о лизоциме. Он чаще находится в комплексе с муцинами мокроты. Уровень лизоцима легких возрастает при повышении протеолитической активности.

В бронхиальном секрете обнаружены также свободные и связанные сиаловые кислоты. Степень активности воспаления можно связать с возрастанием сиаловых кислот. В условиях воспаления и повышенной проницаемости бронхиального эпителия у больных хроническим бронхитом «пропотевание» бронхов и вызывает, таким образом, усиление синтеза муцинов, повышение вязкости мокроты и, в целом,- гиперсекрецию.

1. Исследование ТБС при воспалении. Роль клеток респираторного тракта.

В ответ на инвазию инфекционными агентами, эпителий бронхов выделяет цитокины IL-8, IL-6, т.е. факторы стимуляции колониеобразующих гранулоцитов, моноцитов, и др. Так, тучные клетки выделяют хемотаксические факторы «быстрого реагирования»: эозинофильный хемотаксический фактор анафилаксии; хемотаксический фактор нейтрофилов высокой молекулярной массы; хемотаксические факторы, направленные на лимфоциты, базофилы, моноциты; фактор, активирующий тромбоциты (ФАТ). Усиливается синтез и выделение Пг, Тх А₂, Пц (простациклинов). Увеличивается содержание альвеолярных макрофагов в ТБС. У них свои функции: фагоцитоз, переработка антигена и «передача» продуктов лимфоцитам, предотвращение развития аллергических реакций. Далее, иммунная защита, т.е. усиление иммунного ответа; секреторная активность, в частности является индукторами микроваскулярного просачивания и секреции слизи.

III . Реологические свойства мокроты.