доктор медицинских наук, профессор; заведующая кафедрой гистологии, патологической анатомии и медицинской генетики (ФГБОУ ВО Рязанский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова Минздрава России)
ассистент кафедры гистологии, патологической анатомии и медицинской генетики (ФГБОУ ВО Рязанский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова Минздрава России)
ассистент кафедры гистологии, патологической анатомии и медицинской генетики (ФГБОУ ВО Рязанский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова Минздрава России)
студент 5-го курса лечебного факультета (ФГБОУ ВО Рязанский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова Минздрава России)
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Гипертоническая нефропатия – осложнение длительно существующей гипертонической болезни, ведущее к прогрессивному ухудшению функции почек и сопровождающееся перестройкой их структур [1]. Современные исследования подтверждают, что поражение почек является независимым предиктором сердечно-сосудистых осложнений, включая инфаркт миокарда, инсульт и хроническую сердечную недостаточность [2, 3].
В ранней работе нами было установлено, что при артериальной гипертензии, осложненной гипертонической нефропатией, в миокарде левого желудочка отмечается более выраженное разрастание соединительной ткани, чем при артериальной гипертензии без гипертонической нефропатии [4]. Тем не менее в настоящее время вопрос патогенеза развития миокардиального фиброза при гипертонической нефропатии остается не до конца изученным.
Один из возможных путей ремоделирования миокарда может осуществляться посредством активации тучных клеток. Согласно данным последних исследований, тучные клетки, локализующиеся периваскулярно, при сердечно-сосудистой патологии выделяют провоспалительные цитокины (TGF-β, IL-6, TNF-α) и факторы роста (PDGF, FGF), стимулирующие пролиферацию фибробластов и отложение коллагена [5, 6]. Кроме того, показано, что тучные клетки способны синтезировать ренин, тем самым активируя локальную ренин-ангиотензин-альдостероновую систему [7, 8]. Ангиотензин II и альдостерон обладают выраженным профибротическим действием, способствуя ремоделированию миокарда и прогрессированию сердечной недостаточности [9].
Несмотря на обширные данные о роли тучных клеток в патогенезе хронической сердечной недостаточности [10], их вклад в развитие миокардиального фиброза при артериальной гипертензии, осложненной гипертонической нефропатией, остается мало изученным. В доступной литературе отсутствуют работы, посвященные морфофункциональным изменениям тучных клеток в миокарде в конкретной клинической ситуации, что определяет необходимость дальнейших исследований.
Цель работы –
Исследование было выполнено в соответствии со стандартами надлежащей клинической практики (Good Clinical Practice) и принципами Хельсинкской декларации. Протокол одобрен локальным этическим комитетом Рязанского государственного медицинского университета имени академика И.П. Павлова (протокол № 1 от 04.09.2023).
В работу включены 168 образцов ткани миокарда левого желудочка, полученных во время аутопсии от пациентов, проходивших лечение и умерших в городской клинической больнице скорой медицинской помощи Рязани в 2023 году.
Группу сравнения составили 86 образцов, полученных от пациентов (возраст – 71,5 года (66; 79), мужчин – 41, женщин – 45) с установленным клиническим диагнозом «гипертоническая болезнь» без клинических и лабораторных признаков гипертонической нефропатии.
В основную группу вошли образцы, полученные от 82 пациентов (возраст – 74,5 года (66; 82), мужчин – 38, женщин – 44) с установленным при жизни клиническим диагнозом «гипертоническая болезнь» и имевших лабораторные признаки гипертонической нефропатии: снижение скорости клубочковой фильтрации ниже 60 мл/мин/1,73 м2 по формуле CKD-EPI (Chronic Kidney Disease Epidemiology Collaboration) и выявленная микроальбуминурия.
Критерием исключения являлось наличие у пациента в анамнезе инфаркта миокарда, миокардита, сахарного диабета, гломерулонефрита, пиелонефрита или опухоли почки.
Препараты подготавливали по стандартной методике. Для проведения обзорного гистологического исследования материал окрашивали гематоксилином и эозином, для детекции тканевых базофилов – толуидиновым синим для тучных клеток («БиоВитрум», Россия), для исследования соединительной ткани – по методу ван Гизона. В дальнейшем препараты изучали и фотографировали с помощью микроскопа Leica DM 2000 (Leica Microsystems, Германия) со встроенной камерой Nikon DS-1000 (Nikon Corporation, Япония).
Все случаи были разделены на три группы согласно предложенной В.Е. Милюковым и Т.С. Жариковой (2015) возрастной периодизации для пациентов кардиологического профиля: 46–60 лет, 61–69 лет, 70 лет и старше [11] (табл. 1).
Далее проводилось морфометрическое исследование: в 10 последовательных полях зрения в миокарде левого желудочка при ×200 (общая площадь исследованных полей зрения – 5,66 мм²) подсчитывали количество тучных клеток с пересчетом на 1 мм². Затем вычисляли среднюю площадь тучной клетки (мкм²). Для характеристики активности тучных клеток рассчитывался коэффициент дегрануляции, равный N/n, где N – число дегранулировавших форм, а n – количество всех тканевых базофилов [12]. Дополнительно была проведена морфометрия площади фиброза миокарда в пяти последовательных полях зрения каждого препарата при ×100 (общая площадь исследованных полей зрения – 5,66 мм²). Морфометрическое исследование выполняли с использованием программ «ВидеоТесТ-Морфология» 5.0 («ВидеоТесТ», Россия) и ImageJ (NIH, США).
Статистическое исследование осуществляли с помощью программы Excel 2016 (Microsoft, США). Характер распределения данных оценивали, применяя критерий Колмогорова–Смирнова. Для оценки непараметрических показателей определяли медиану и интерквартильный интервал (25-й и 75-й процентили). Для сравнения двух независимых выборок использовали непараметрический U-критерий Манна–Уитни. Для выявления корреляционной связи между различными признаками был применен метод ранговой корреляции Спирмена. Критический уровень значимости (р) при проверке статистических гипотез принимали равным 0,05.
По результатам обзорного гистологического исследования ткани миокарда левого желудочка выявлено, что во всех исследуемых препаратах кардиомиоциты находились в состоянии гипертрофии с одновременным увеличением и гиперхромией их ядер. Перинуклеарно в некоторых кардиомиоцитах расположены зерна липофусцина. В обеих группах отмечалось увеличение объема соединительной ткани как между кардиомиоцитами, так и периваскулярно. Однако по результатам морфометрического исследования достоверно установлено, что площадь фиброза миокарда в исследуемой группе была больше, чем в группе сравнения (p=0,00712) (рис. 1, табл. 2).
В группе сравнения тканевые базофилы миокарда локализовались преимущественно вокруг венозного русла и имели округлую форму (площадь тучной клетки – 52,17 мкм² [48,51; 59,10]), единичные клетки находились в состоянии дегрануляции (индекс дегрануляции – 0,16 [0,14; 0,21]) (рис. 2).
В основной группе тучные клетки располагались небольшими группами как вокруг венул, так и в межмышечной соединительной ткани. Наблюдалось изменение формы мастоцитов, которая была преимущественно вытянутой (площадь тучной клетки – 74,64 мкм² [72,08; 89,98]); внутри большинства клеток отчетливо визуализировались базофильно окрашенные гранулы. По сравнению с группой сравнения большее количество тканевых базофилов находилось в состоянии дегрануляции (индекс дегрануляции – 0,27 [0,24; 0,35]) (рис. 3, табл. 3).
По результатам проведенного корреляционного анализа была обнаружена прямая корреляционная взаимосвязь средней силы между площадью интерстициальной соединительной ткани миокарда левого желудочка и количеством тучных клеток (коэффициент ранговой корелляции Спирмена rs=0,56, p<0,05), индексом дегрануляции тучных клеток (rs=0,54, p<0,05), площадью тучной клетки (rs=0,70, p<0,05) (табл. 4).
Тучные клетки миокарда играют ключевую роль в процессах воспаления, ремоделирования тканей и фиброгенеза. Их активация может являться одним из ведущих механизмов, обусловливающих развитие фиброза миокарда у пациентов с поражением почек при гипертонической болезни.
Проведенное обзорное гистологическое исследование показало, что во всех образцах были обнаружены гипертрофия кардиомиоцитов и разрастание соединительной ткани. Это может быть связано с наличием у всех пациентов артериальной гипертензии. Подобная картина наблюдается и в более ранних работах, посвященных анализу миокарда пациентов с артериальной гипертензией, ишемической болезнью сердца и ожирением [13, 14].
В нашем исследовании показано, что у пациентов с гипертонической нефропатией фиксируется увеличение количества тучных клеток в миокарде, повышение индекса дегрануляции и увеличение их размера. Данные изменения, как пишут V. Fowlkes et al., могут быть обусловлены перерастяжением миокарда вследствие перегрузки сердца объемом [15]. Так, в их работе показано, что растяжение соединительнотканного матрикса приводит к активации RGD-зависимых (RGD, аргинилглициласпарагиновая кислота) интегринов на поверхности мастоцитов и увеличению их дегрануляции более чем в 2 раза. Кроме того, известно, что при развитии хронической болезни почек в крови у пациентов происходит повышение концентрации индоксил сульфата, играющего важную роль в развитии ремоделирования миокарда [16]. Накопление индоксил сульфата способно вызывать развитие локального оксидативного стресса в тканях путем активации никотинамидадениндинуклеотидфосфат-оксигеназы с образованием конечных продуктов в виде супероксидного анион-радикала и гидропериксильного радикала [17]. В свою очередь, активные формы кислорода приводят к началу процесса неиммунной активации тучных клеток и выделения ими медиаторов (гистамина, серотонина, серглицина и др.) и протеаз (триптазы, химазы, карбоксипептидазы А3), способных запускать процесс фиброгенеза и перестройки соединительнотканного внеклеточного матрикса [18, 19].
Полученные нами данные о наличии прямой корреляции между количеством тучных клеток, их размером и функциональной активностью с одной стороны и площадью интерстициальной соединительной ткани с другой стороны согласуется с многочисленными работами ученых, исследовавших тканевые базофилы. В исследовании Н.А. Щудло и соавт. (2023), посвященном роли тучных клеток в прогрессировании контрактуры Дюпюитриена, было установлено, что у пациентов с тяжелыми формами болезни и выраженным разрастанием соединительной ткани в полости сустава численная плотность, площадь и индекс дегрануляции мастоцитов значительно повышены по сравнению с аналогичными параметрами группы пациентов с 1–2-й степенью контрактуры [20]. Также ранее была доказана роль тканевых базофилов в формировании фиброза печени, почек и легких. Так, R. Weiskirchen et al. [21] приводят данные о значительном повышении количества мастоцитов в соединительной ткани печени при ее повреждении, а C. Overed-Sayer et al. исследуют роль тучных клеток в формировании идиопатического легочного фиброза [22].
В доступной литературе имеются немногочисленные работы, свидетельствующие об уменьшении выраженности фиброза при применении стабилизаторов мембран тучных клеток. Ранее в исследовании S.A. Summers et al. было показано снижение активности тучных клеток и уменьшение выраженности фиброза в почках при применении одного из препаратов данной группы (кромогликата натрия) в эксперименте на мышах [23]. Подобный эффект отмечен и в исследовании P.S. Schneider et al., применивших кетотифен для лечения посттравматической контрактуры сустава [24]. Таким образом, исследование влияния стабилизаторов мембран тучных клеток на тканевые базофилы и выраженность развивающегося фиброза миокарда у пациентов с хронической почечной патологией может являться перспективным направлением для дальнейшей работы.
Обнаружено увеличение количества тучных клеток в 1,5 раза, их площади в 1,43 раза и индекса дегрануляции в 2 раза в миокарде пациентов с гипертонической нефропатией по сравнению с пациентами без данной патологии. Выявлена прямая корреляционная взаимосвязь между площадью фиброза миокарда левого желудочка и количеством тучных клеток (rs=0,56), индексом дегрануляции тучных клеток (rs=0,54) и площадью тучной клетки (rs=0,70).