AGE-RELATED PECULIARITIES OF MAST CELL DISTRIBUTION IN HUMAN ESOPHAGUS WALL

全文:

Тучные клетки (ТК), широко распространенные в рыхлой соединительной ткани, согласно современным представлениям, являясь гетерогенной популяцией клеток [3, 16, 18], имеют сходное строение и функцию независимо от места их локализации [1, 2, 16]. Эти клетки осуществляют связь с другими системами организма человека и животных [8, 12, 13], участвуют в физиологических [1, 7, 14] и патологических [6] процессах. Отмечено их активное участие в реакциях врожденного и адаптивного иммунитета [6, 13]. В последние годы появились работы, в которых показано тесное взаимодействие ТК с клетками диффузной эндокринной системы. Тем не менее, несмотря на хорошо изученную их структуру [2, 18, 19], выявленное разнообразие функций [2, 17], количественные изменения функционально различных ТК в разных органах у человека остались неизученными. В связи с меняющейся демографической ситуацией весьма важно изучение изменений в популяции ТК, связанных с возрастом человека, поэтому цель данного исследования - изучение функционально различных ТК у молодых людей и людей старших возрастных групп в стенке пищевода - органа, выполняющего относительно небольшую и несложную функциональную нагрузку. Материал и методы. Работа проведена на секционном материале, полученном в морге № 2 (при Первом Российском государственном медицинском университете, Москва) согласно статье № 67 п. 4 Федерального закона Российской Федерации № 323-ФЗ от 21.11.2011 г. «Об основах охраны здоровья граждан Российской Федерации». Исследовали пищевод мужчин двух возрастных групп. В 1-ю группу вошли люди I периода зрелого возраста (n=6, 22-35 лет, средний возраст - 26 лет), погибшие от случайных причин (асфиксия, утопление, травма). Во 2-ю группу были объединены люди пожилого и старческого возраста (61-82 года; средний возраст - 74,7 года), умершие от сердечнососудистых заболеваний (n=10). При патологоанатомическом вскрытии заболеваний органов пищеварительной и иммунной систем выявлено не было. Фрагменты трех отделов пищевода (верхней, средней и нижней трети) фиксировали в 10% нейтральном формалине. Материал после обезвоживания в этаноле восходящей концентрации заливали в парафин. Для количественной оценки ТК и их функционального состояния гистологические срезы пищевода толщиной 4-5 мкм окрашивали толуидиновым синим. Для определения зон распределения ТК в стенке органа срезы окрашивали также гематоксилином - эозином и по методу Маллори (БиоВитрум). ТК были разделены на 3 функционально различные группы: покоящиеся, цитоплазма которых была плотно заполнена гранулами, дегранулирующие (как правило, имеющие небольшое количество вышедших гранул) и «опустошенные» - в цитоплазме которых находилось небольшое количество гранул. В собственной и мышечной пластинках слизистой оболочки, в подслизистой основе, соединительнотканных прослойках мышечной оболочки и в адвентиции под микроскопом Leica ДМ 2500 (Leica, Швейцария) при об. 100 и ок. 10, используя 25-узловую сетку (с шагом 10 мкм), вмонтированную в окуляр микроскопа на стандартной площади гистологического среза, равной 880 мкм², подсчитывали количество ТК, а также определяли относительное содержание функционально различных ТК. Статистический анализ количественных данных проводили с использованием программного обеспечения «Statistica 6.0» и «Excel». Определяли среднее значение и его стандартную ошибку. Различия считали значимыми при Р≤0,05. Результаты исследования. Установлено, что в I периоде зрелого возраста в структурных компонентах верхней трети стенки пищевода у человека функционально различные ТК (рис. 1) распределены неодинаково. Так, во всех структурных зонах стенки органа наиболее постоянно встречаются покоящиеся ТК. Особенно часто они отмечены в соединительнотканных прослойках мышечной оболочки, несколько реже и в равном количестве - в собственной и мышечной пластинках слизистой оболочки, а также в подслизистой основе органа. В адвентиции пищевода покоящиеся ТК встречаются наиболее редко (рис. 2, а). В верхнем отделе пищевода отмечаются также дегранулирующие ТК, общее содержание которых более чем вдвое меньше, чем покоящихся ТК (см. рис. 2). Эти клетки сосредоточены в собственной пластинке слизистой оболочки и изредка их можно видеть в соединительнотканных прослойках мышечной оболочки (см. рис. 2, а). Единичные ТК с небольшим содержанием гранул встречаются только в собственной пластинке слизистой оболочки (0,20±0,19 клетки на стандартной площади среза) и крайне редко в соединительнотканных прослойках мышечной оболочки пищевода (0,10±0,09 клетки). При анализе общего количества функционально различных ТК в структурных компонентах верхней трети пищевода у людей I периода зрелого возраста определяется тенденция к постепенному уменьшению их количества по направлению от слизистой оболочки к адвентиции органа (за исключением соединительнотканных прослоек мышечной оболочки). В I периоде зрелого возраста в структурных зонах стенок средней трети пищевода, как и в верхней трети, отмечено наибольшее относительное содержание покоящихся ТК (76,0%). Больше всего их выявлено в собственной пластинке слизистой оболочки и подслизистой основе и несколько меньше - в соединительнотканных прослойках мышечной оболочки (см. рис. 2, а). Реже ТК без признаков дегрануляции встречаются в мышечной пластинке слизистой оболочки и в адвентиции (см. рис. 2, а). Дегранулирующие ТК выявлены в небольшом количестве (см. рис. 2, а). В средней трети пищевода у людей в I периоде зрелого возраста они представлены только в соединительнотканных прослойках мышечной оболочки и редко - в адвентиции (см. рис. 2, а). Опустошенные ТК встречаются только в соединительнотканных прослойках мышечной оболочки (0,40±0,24 клетки). В нижней трети пищевода у людей I периода зрелого возраста покоящиеся ТК также отмечены во всех структурных зонах стенки пищевода (см. рис. 2, а). Здесь они встречаются несколько чаще, чем в верхних отделах органа, но относительное содержание их ниже, чем других. Количество покоящихся ТК по направлению от слизистой оболочки к адвентиции постепенно уменьшается (см. рис. 2, а). Дегранулирующие ТК в нижней трети пищевода у людей в I периоде зрелого возраста чаще всего встречаются в подслизистой основе и адвентиции (см. рис. 2, а). Их общее количество в нижней трети стенки пищевода в 3 раза превышает таковое в его среднем отделе (см. рис. 2, а). ТК с небольшим содержанием гранул обнаружены только в собственной пластинке слизистой оболочки пищевода (0,6±0,4 клетки). Несколько иная картина распределения клеток в стенке пищевода у людей пожилого и старческого возраста. В верхней трети пищевода у них, по сравнению с людьми I периода зрелого возраста, резко сокращается (в 2 раза) содержание покоящихся ТК. Основная часть этих клеток располагаются в подслизистой основе органа (см. рис. 2, б). Несколько реже они встречаются в собственной пластинке слизистой оболочки и адвентиции. Меньше всего их содержится в соединительнотканных прослойках мышечной оболочки и мышечной пластинке слизистой оболочки (см. рис. 2, б). В отличие от людей I периода зрелого возраста у людей старших возрастных групп в верхней трети пищевода дегранулирующие ТК выявляются во всех его структурных компонентах (см. рис. 2, б). В соединительнотканных прослойках мышечной оболочки дегранулирующие клетки встречаются в небольшом количестве. ТК с небольшим содержанием гранул (опустошенные) в верхней трети пищевода у пожилых и старых людей практически отсутствуют (см. рис. 2, б). В средней трети пищевода, как и в верхнем его отделе, количество покоящихся ТК с возрастом сокращается в 2 раза. При этом, в собственной пластинке слизистой оболочки ТК без признаков дегрануляции у людей старших возрастных групп обнаруживаются в 5 раз реже, чем в I периоде зрелого возраста (см. рис. 2, а, б). Основная часть этих клеток располагаются в соединительнотканных прослойках мышечной оболочки и адвентиции, а также в подслизистой основе органа (см. рис. 2, б). Однако в отличие от покоящихся доля дегранулирующих ТК, по сравнению с таковой у людей I периода зрелого возраста, в структурных зонах стенки пищевода увеличивается в 3,25 раза и составляет 50,98%. Большая их часть сосредоточена в собственной и мышечной пластинках слизистой оболочки (см. рис. 2, б). Содержание дегранулирующих ТК в стенке пищевода у людей пожилого и старческого возраста уменьшается по направлению к адвентиции. В этой возрастной группе в среднем отделе пищевода, по сравнению с верхним отделом органа, резко (в 5,1 раза) возрастает доля опустошенных ТК. В небольшом (но равном) количестве эти клетки присутствуют в собственной пластинке слизистой оболочки, подслизистой основе и соединительнотканных прослойках мышечной оболочки (см. рис. 2, б). В нижней трети пищевода в пожилом и старческом возрасте, по сравнению с I периодом зрелого возраста, общее количество ТК в структурах стенки органа уменьшается в 2 раза, за исключением подслизистой основы, где их число сокращается на одну треть. По направлению к адвентиции количество покоящихся ТК постепенно уменьшается. При этом, в собственной пластинке слизистой оболочки у людей в пожилом и старческом возрасте происходит 3-кратное увеличение числа дегранулирующих ТК. Появляются они и в мышечной пластинке. Однако в подслизистой основе число дегранулирующих ТК сокращается в 4 раза, а в адвентиции - в 2,6 раза. В соединительнотканных прослойках мышечной оболочки их количество не меняется. Опустошенные ТК встречаются во всех слоях стенки нижнего отдела пищевода, кроме соединительнотканных прослоек мышечной оболочки, но в очень небольшом количестве (см. рис. 2, б). При изучении суммарного количества покоящихся, дегранулирующих и опустошенных форм ТК на протяжении пищевода выявилась тенденция к увеличению числа этих клеток в обеих исследованных группах людей по направлению от верхнего отдела органа к его нижнему отделу. Исключение составляют только дегранулирующие формы клеток, которых в I периоде зрелого возраста меньше всего насчитывается в среднем отделе пищевода, а в пожилом и старческом возрасте - в его нижнем отделе (рис. 3). С возрастом общее число ТК в стенках верхнего и среднего отделов пищевода практически не меняется, но в нижнем отделе их число сокращается в 1,6 раза. В I периоде зрелого возраста в стенке пищевода преобладают покоящиеся ТК (рис. 4). В пожилом и старческом возрасте больше их дегранулирующих форм. Если рассматривать суммарную совокупность распределения всех покоящихся ТК во всех отделах стенки пищевода, то оказывается, что в I периоде зрелого возраста число этих клеток значительно превышают показатели дегранулирующих клеток: в верхнем отделе - в 2,1 раза, среднем отделе - в 4,5 раза, в нижнем отделе - в 1,5 раза (см. рис. 4). В пожилом и старческом возрасте, наоборот, число дегранулирующих клеток превышает показатели покоящихся клеток в верхнем отделе пищевода в 1,8 раза, среднем отделе - в 1,3 раза, в нижнем отделе содержание этих клеток практически не изменяется. В обеих исследованных группах людей в стенке пищевода реже всего встречаются ТК с небольшим содержанием гранул в цитоплазме (см. рис. 4). Обсуждение полученных данных. Исследование ТК в пищеводе у людей I периода зрелого возраста (21-35 лет) и людей пожилого и старческого возраста (61-82 года) выявило ряд закономерностей, связанных с особенностями их распределения в стенках органа и влияние на них возрастного фактора. Известно, что ТК располагаются в рыхлой неоформленной соединительной ткани, и основным их местоположением являются собственная пластинка слизистой оболочки и подслизистая основа. Несколько меньше ТК содержится в соединительнотканных прослойках мышечной оболочки и адвентиции. Установлено, что крайне редко ТК отмечаются в составе пучков нервных волокон, отсутствуют в нервных ганглиях и эпителии пищевода, что согласуется с данными других исследователей [5]. Изредка ТК обнаруживаются в строме собственных желез пищевода, области их выводных протоков, а также в лимфоидных скоплениях органа. Нередко ТК прилежат к эпителию и кровеносным сосудам. При этом, в артериях и венах они обычно располагаются в адвентиции, а в более мелких сосудах тесно соприкасаются с их стенкой. В крупных кровеносных сосудах можно наблюдать гранулы ТК, близко расположенные к интиме сосудов, а также сами ТК с высокой степенью дегрануляции. Особенности распределения ТК обусловлены, видимо, близостью их расположения к местам проникновения антигенов и их причастностью к сохранению местного гомеостаза в тканях органа [1, 7]. Наши исследования позволили выявить возрастные и локальные особенности расположения ТК. Так, установлено, что в I периоде зрелого возраста в средней части пищевода эти клетки в стенке органа распределяются равномерно. При этом, в верхнем отделе пищевода в I периоде зрелого возраста, а также в нижнем отделе пищевода в пожилом и старческом возрасте большее количество ТК отмечено в собственной пластинке слизистой оболочки. Поскольку ТК вырабатывают большое количество биологически активных веществ медиаторного типа, гепарин и гистамин [1, 2, 15], то их относят к одноклеточным эндокринным железам, принимающим участие в иммунном ответе [6, 13]. Возможно, этим объясняется постепенное снижение количества ТК по направлению к глубоким слоям стенки пищевода, где внешние воздействия оказываются минимальными. Как показали наши исследования, возрастной фактор влияет и на качественный состав ТК. В I периоде зрелого возраста преобладают покоящиеся ТК, а в пожилом и старческом - дегранулирующие, что соответствует литературным данным, свидетельствующим, что у женщин после 56 лет в молочной железе доля дегранулирующих ТК увеличивается [10]. Другой особенностью распределения дегранулирующих клеток является их присутствие во всех оболочках пищевода на всем его протяжении у людей пожилого и старческого возраста, чего не наблюдается у людей в I периоде зрелого возраста. Отмеченное нами преимущественное содержание ТК без признаков дегрануляции в стенках пищевода у людей I периода зрелого возраста, возможно, объясняется более активным накоплением материала, вывод которого не связан с разрушением клеточных мембран. У людей этой возрастной группы увеличивается доля ТК с небольшим содержанием гранул от 4,3% в верхнем отделе пищевода до 8,57% в его нижнем отделе. У людей пожилого и старческого возраста доля этих клеток увеличивается в среднем и нижнем отделах пищевода, что, видимо, связано с ускоренным процессом дегрануляции ТК, биологически активные вещества которых участвуют в поддержании местного гомеостаза [1, 7]. Дегрануляция ТК - процесс не интенсивный, о чем свидетельствует небольшое количество гранул, расположенных рядом с ними. Увеличение числа дегранулирующих клеток и клеток с небольшим содержанием гранул можно расценивать как возрастные сдвиги в функциональной деятельности ТК, в сторону направленного выхода гранул в окружающие ткани. Увеличение числа дегранулирующих ТК может быть связано с ослаблением функции органов иммуногенеза у людей пожилого и старческого возраста [9], а следовательно, и всей иммунной системы человека, приводящей к более глубокому проникновению чужеродного материала в ткани органа. Ускоряя созревание незрелых форм клеток лимфоидного ряда, ТК способствуют обеспечению иммунной защиты организма человека [6, 13]. Возрастные дистрофические изменения в мышечных структурах пищевода, развивающаяся атрофия его стенок, в том числе и эпителиального покрова, нередко, по нашим наблюдениям, приводят к нарушению целостности поверхностных слоев стенки пищевода, особенно в нижних его отделах, ослабляя их барьерную функцию. На более чем 3-кратное увеличение числа дегранулирующих ТК в среднем отделе пищевода, помимо атрофических явлений и деструкции эпителия, возможно, влияет также изменение скорости прохождения пищевого кома, а следовательно, и времени его контакта со слизистой оболочкой и возможности поступления антигенов в стенку органа. Относительно высокий уровень содержания дегранулирующих ТК в нижнем отделе пищевода у людей I периода зрелого возраста и людей пожилого и старческого возраста, вероятно, связан с забрасыванием содержимого желудка в пищевод (рефлюкс), свойственным всем возрастным группам людей и нередко сопровождающимся появлением деструктивных процессов в слизистой оболочке органа с признаками микроэрозий. Следует отметить, что ТК изменяются не только с возрастом, они активно реагируют на различные факторы внешней и внутренней среды. Так, при экспериментальном введении цитостатиков в слизистой оболочке пищевода у мышей происходит не только топографическое перераспределение ТК, но и 2-кратное уменьшение их относительного содержания при одновременном увеличении доли клеток с сильной степенью дегрануляции [4]. Усиливаются процессы дегрануляции и гранулолизиса при иммобилизационном стрессе [11]. Отмечены реактивные изменения ТК в пищеводе человека при бронхиальной астме [5]. Таким образом, качественная и количественная перестройка ТК, наблюдаемая в стенках на всем протяжении пищевода у людей пожилого и старческого возраста, может свидетельствовать об усилении функций ТК, направленных на поддержание нормального гомеостаза в тканях органа, при общем снижении иммунных процессов в организме в целом.

作者简介

G. Aminova

RAS Research Institute of Human Morphology

Email: Lab-funkanat@yandex.ru

D. Grigorenko

RAS Research Institute of Human Morphology

Email: dinagrigorenko@yahoo.com

参考

补充文件