Військово-медична академія

"Мокрота. Дослідження трахеобронхіального вмісту (ТБС) "

Санкт-Петербург

1999 р

Введення.

Багатозначні можливості екзогенного фільтра легень забезпечуютьстерильність бронхіального і, особливо, бронхоальвеолярного секрету уздорових людей коливається в широких межах: за добу його обсяг можедоходити до 150 мл. Проте це залишається практично непомітною, так якпостійно просуваються потік бронхіального слизу, доходячи до глотки,рефлекторно заковтується. Труднощі в отриманні бронхіального секрету уздорових осіб залишається нерозпізнаними питання про біохімічному складі іінтенсивності його утворення при дії фізичних і хімічнихфакторів. Для судження про нормальному вмісті бронхів використовуютьдратівливі інгаляції розчинами хлориду натрію, йодиду калію, бікарбонатунатрію або промивні води бронхів. Правильність діагностичноїінтерпретації лабораторного дослідження мокротиння багато в чому залежить віддотримання правил збору цього біологічного об'єкта.

Зміст.
I Гістологічна будова
1. Клітини бронхіального епітелію

слизовий характер бронхіального секрету обумовлений поєднанимфункціонуванням під слизових залоз і келихоподібних клітин. Хочакількість клітин цих залоз перевершує в 40 разів число келихоподібнихклітин, обсяг секрету виділяється останніми може в ряді випадківзбільшуватися і перевищувати секрецію залоз. Гістохімічно іелектронномікроскопіческі обидва види клітин подібні за зовнішнім виглядом, протекелихоподібних клітини мають багато електронно-контрастних гранул, добрерозвинений ендоплазматичний ретикулум і апарат Гольджі; у секреторних клітин гранули меншого розміру. Утрахеї у людини визначається в середньому один підслизова заліза на 1 мм.
Кожна залоза складається з трубочок двох типів - слизових секреторнихтрубочок довгою 0.5 мм, вистелених слизовими клітинами, що виходятьбезпосередньо в колекторний протоку, і серозних трубочок, близько 0.8 ммдовгою, вистелених серозними клітинами і що відкриваються в слизовітрубочки. Збірний канал кожної залози покритий циліндричнимепітелієм, за винятком ділянок, що наближаються до поверхні,складаються з циліарного клітин. Проток там розширюється у вигляді ямки вепітелії. В глибині, серед секреторних і слизових трубочок, зустрічаєтьсябагато епітеліальних клітин. Можна припустити, що скорочення цих клітинсприяє спорожнюванню секреторних клітин і залози в цілому. За допомогоюелектронної мікроскопії в залозах виявлені нервові волокна, які,мабуть, відносяться до парасимпатичних руховим нервам. Наявність клітин зщільним ядром розглядається як підтвердження присутності симпатичної
(адренергічної) іннервації, поряд з парасимпатичної (холинергической)
.
Найбільша кількість келихоподібних клітин зустрічається в трахеї і великихбронхах; їх зовсім немає в бронхіолах. Подібність келихоподібних клітин зслизовими клітинами підслизових залоз залежить від наявності в обох видівклітин електронно-щільних гранул. Серозні клітини схожі з клітинами серознихтрубочок підслизових залоз. Можливо перетворення цих клітин укелихоподібних при розвитку хронічного бронхіту.
Наявність подвійної іннервації (адренергічної і холинергической) знаходитьпідтвердження в дослідженнях з використанням стимуляції симпатичнихнервів (введення ізопрналіна) і подальшої блокади цього впливу (введенняпропранололу). Результати цих досліджень свідчать проіснування бета-рецепторів у клітинах бронхіальних шляхів. Відомо знизки експериментів,що препарати ацетилхолінових, посилюють секрецію, а їхантагоністи блокують утворення секрету. Встановлено, що простогландин П
Г Е, є стимулятором секреції слизу, але не робить помітногодії на частоту коливань вій. З інших досліджень показано,що стимуляцію секреції та підвищення синтезу глікопротеїдів можна спостерігатипри синтезі гістаміну, а також холінергічну стимулятора метахоліном.
II трахеобронхіальне вміст (ТБС).
1. Біохімічний склад трахеобронхіального секрету.
Вода є найбільш значною фракцією бронхіального слизу, складаючи
92% її. Вона представлена двома формами-вільної та зв'язаної,переважно з гідрофільними групами поліаніонів ланцюгів муцинів. Водаможе містити розчиненими місцево синтезовані білки і білки плазми,іони натрію, калію, хлору та ін Вважають, що більша частина рідинибронхіального секрету має судинне походження, а проте, механізми,контролюючі секрецію і реабсорбцію води, мало вивчені. Існуванняреабсорбції видається цілком реальним, бо поверхня бронхів і бронхіолприблизно в 2000 разів більше трахеї. У результаті діяльності війчастогоепітелію слизовий покпов переміщується від дрібних бронхів до трахеї таглотки. Це забезпечує так званий мукоциліарний кліренс (очищення),тобто виведення з респіраторного тракту інгалірованних часток, бактерій іпродуктів метаболізму. У ряді досліджень показано, що на рівні трахеїконтроль за рухом води виконують серозні клітини підслизових залозза допомогою двох внутрішньоклітинних насосів: одного, основного,сприяє проходженню іонів хлору в напрямок бронхіальногопросвіту, і іншого-що має відношення до регулювання реабсорбції іонівнатрію. Дія деяких медіаторів, наприклад, ацетилхоліну, можливо,пов'язане з надходженням іонів хлору в просвіт бронхів і проходженням водиепітеліальну через мембрану.
У захисних механізми бронхів важлива роль належить муцину завдяки їхфізико-хімічними властивостями, необхідним для ефективного просуваннябронхіального секрету по мукоциліарного «ескалатору». Будучи поліаніонівречовинами, вони можуть здійснювати регулювання концентрації води та іонів,створювати оптимальні умови для знешкодження мікроорганізмів за участюклітинних факторів захисту.
Слиз ТБС-середа, в якій діють системи специфічної інеспецифічного імунного захисту організму. Тут знаходяться клітини
«Швидкого» реагування, до яких відносяться гладкі клітини і альвеолярнімакрофаги. Зміни в ТБС носять, перш за все, пристосувальний характер,спрямовані на зменшення дії пошкоджуючого агента (мікроба,механічного фактор та ін.) Так, відбувається збільшення секрету для
«Розведення» агента, тобто збільшення обсягу ТБС. Набряк слизовихдихальних шляхів з транссудацією рідини в їх просвіт знижує ендоцитоз
ТБС з подальшим розвитком склерозу тканинного матриксу.

Найважливішим компонентом ТСБ є сурфактант. Він утворюєкомплексимуціни-сульфати бронхіальні муцини становлять 60-70 відсотківсухої речовини слизу визначаючи її фібрілярную структуру Маючи високувідносною молекулярною масою (400тисяч-5міліонов Так) муцини складаються згліканових ланцюгів (ГАГ-глікозо-аміноглікани) Виділяють три класи муцинів:смоли муцини (наявність на кінці N-ацетил нейрамінової к-ти) сульфаміціни інейтральні фукоміціни. Муцини забезпечують фіксацію води, іонів, білків ідр.компонентов. Вони адсорбують компоненти кінінової системи, щообумовлює їх протизапальний ефект. Відома концепціядвошаровою слизу трахеобронхіального дерева. Так поверхневий шар більшещільний і вязкій.Он стосується толь верхівок війок епітелію. Гель-частинахаркотиння складається з довгих еластичних ниток (кислих глікопротеїнів,що містять залишки сірчаних кислот). Негативні кінці Іммера цих ГАГ
(гепарінсульфати, хондроітінсульфати та ін) взаємно відштовхуються, утворюючи
«Вузлики» - «грудочки». Вони містять ДНК і РНК із ядер зруйнованих клітин.
Золь-частина мокротиння, електроліти натрію, калію, хлориди та ін За данимиреологічних досліджень (в'язкість, плинність, еластичність) мокротинняможна порівняти з багатокомпонентних колоїдних розчином, до складу якоговходять високомолекулярні з'єднання.

2. Захисна функція епітелію бронхів.

Виведення ТБС-один з основних механізмів захисту респіраторного тракту.
Наприклад, інгалірованная частка (мікроб, порох та ін) разом зіслизовим покриттям проходить повз 10 клітин слизової за 1 сек.
Отже, час контакту мікроорганізму з кожною клітиною епітеліальноїстановить 1/10 сек. Таким чином, це ускладнює інвазію мікроорганізму вклітку. Розглядаючи питання про захисну функцію епітелію бронхів, необхіднозупинитися на результатах обстеження компонентів вмісту бронхів,тобто бронхоальвеолярного лаважу та сироватки здорових людей. Використовуючиметоди електрофоретичного розділення в ПААГе і радіальної іммунодіффузіі,принципових відмінностей не було виявлено. Однак, виявлено, щовміст імуноглобулінів A і G, а також трансферину було вищим увмісті бронхів, ніж у сироватці крові. Розглядається ймовірністьмісцевого синтезу деяких з них. За даними ряду авторів, кількістьімуноглобулінів A і G в рідині бронхоальвеолярного лаважу при загостренніхронічного неспецифічного захворювання легенів (ХНЗЛ) зростає в 2,25рази. Однак, не виключено і полум'яне походження деяких білковихкомпонентів ТБС. Найбільш значну фракцію складають секреторніімуноглобуліни As (IgAs). Вони відрізняються від плазмових високоївідносною молекулярною масою (близько 390 тис.). Вважають, що IgAsсинтезуються в лімфоплазмоцітарних утвореннях; при виході в просвітбронхів відбувається їх комплексованіе з секреторними глікопротеїдів. Такікомплекси стійкіші до дії протеолітичних ферментів.
Деякі автори вважають, що зменшення секреції IgAs і збільшенняпродукції нейтральних фукомуцінов відображають зниження захисної функціїепітелію бронхів. Контроль за вмістом цих компонентів в бронхіальномувмісті дозволяє стежити за еволюцією хронічного бронхіту. У секретібронхів визначають альбуміни, трансферину, (-антитрипсин. З них тількитрансферину відносять до секреторних компонентів. При хронічному бронхіті,крім цих білків, зустрічаються орозомукоід, (2-макроглобуліном, що маютьполум'яне походження. На думку ряду дослідників, місцевосинтезовані (1-хімотрипсин; його зміст зростає одночасно зпідвищенням IgAs. Відзначено, що зміст (1-хімотрипсину і IgAsзбільшується при лікуванні глюкокортикоїдами.

3. Протеази та інгібітори ТБС і сироватки крові в нормі і при патології легенів.

Фізіологічно пов'язаної системою є співвідношення протеаз та їхінгібіторів. Такий баланс існує в сироватці крові, де основним інгібітором є А-антитрипсин. Його змістскладає 75-90% від загального інгібіторного потенціалусироватки. У бронхіальному вмісті крім плазмового А-антитрипсину
, Інгібіторний функцію виконують місцево синтезовані інгібітори.
Причому, якщо 10-20% припадає на А-антитрипсин, іншу частинускладають інгібітори протеолізу. У мокроті були виділені двіінгібітора: один кіслотостабільний інгібітор з молекулярною масою 14 -
21 тис, а інший-низькомолекулярний, не мав, на відміну відпопереднього антигенної спільністю з інтер-А-інгібітором трипсинусироватки. Імунохімічний дослідженнями показано, що щільністьклітин, які секретують низькомолекулярний інгібіторпротеіназ,збільшується в дистальному напрямку. Секреція інгібіторів на рівнібронхіол повинна розцінюватися як важливий чинник захисту респіраторнихвідділів легень від протеїназ нейтрофілів і альвеолярних макрофагів.
Таким чином, поява в дихальних шляхах інфекційних агентіввикликає проліферацію клітин, гіперсекреція, збільшення кількостіполіморфноядерних нейтрофілів і, одночасно з цим підвищується активністьпротеаз. Це природні механізми захисту. Протеолітичні ферментисприяють руйнуванню мікроорганізмів, розщеплення великихмакромолекулярних комплексів, що поліпшує умови транспорту іелімінації продукту розпаду бактерій. Поліморфноядерні нейтрофілиє джерелом еластази, колаагенази, тріпсіноподобного ферменту.
Активність еластази зростає при лужної і знижується-прі кислу реакціюсередовища. Підвищення величини активності ферменту відповідає високій титримікроорганізмів. Серед факторів захисту бронхів слід сказати про лізоциму.
Він частіше перебуває в комплексі з муцину мокротиння. Рівень лізоциму легенівзростає при підвищенні протеолітичної активності.

У бронхіальному секреті виявлені також вільні та пов'язані сіаловакислоти. Ступінь активності запалення можна пов'язати із зростаннямсіалова кислот. В умовах запалення і підвищеної проникностібронхіального епітелію у хворих на хронічний бронхіт «пропотеваніе»бронхів і викликає, таким чином, посилення синтезу муцинів, підвищенняв'язкості мокроти і, в цілому, - гіперсекреція.

4. Дослідження ТБС при запаленні. Роль клітин респіраторного тракту.

У відповідь на інвазію інфекційними агентами, епітелій бронхів виділяєцитокіни IL-8, IL-6, тобто фактори стимуляції колонієутворюючихгранулоцитів, моноцитів, та ін Так, гладкі клітини виділяють хемотаксичнічинники «швидкого реагування»: еозинофільний хемотоксичний факторанафілаксії; хемотоксичний фактор нейтрофілів високої молекулярної маси;хемотаксичні фактори, спрямовані на лімфоцити, базофіли, моноцити;фактор, який активує тромбоцити (ФАТ). Посилюється синтез і виділення Пг,
Тх А2, Пц (простациклінів). Збільшується зміст альвеолярнихмакрофагів у ТБС. У них свої функції: фагоцитоз, переробка антигену і
«Передача» продуктів лімфоцитам, запобігання розвитку алергічнихреакцій. Далі, імунний захист, тобто посилення імунної відповіді;секреторна активність, зокрема є індукторами мікроваскулярного просочування і секреції слизу.

III. Реологічні властивості мокротиння.

1. Збір мокротиння. Макроскопічне дослідження. Як правило, збір мокротиння проводять вранці, натще. Перша порція-ТБС досліджується в перші 2-3години. Для посилення збору мокротиння проводиться інгаляція 10% розчиномхлориду натрію і 1-2% розчином йодистого калію. При макроскопічномудослідженні мокротиння враховується її кількість (в нормі від 1 до 800 мл вдобу). При патології - кількість мокротиння вказує на погіршення абополіпшення стану хворого. Важливим дослідженням вважається опроеделеніеконсистенції мокротиння. Розрізняють рідку, густу, в'язку мокротиння. Припосиленому відділенні мокротиння вона поділяється на три шари: верхній (пінистий)з слизисто-гнійних грудок; середній-мутнувата жовто-зелена рідина; і,нарешті, нижній шар-непрозора маса жовтуватого кольору. Частіше цеспостерігається при бронхіті (гнильним), гангрени легень, бронхоектазів і т.д. Можливо поділ мокротиння на два шари. Це буває при абсцесахлегенів, коли верхній шар являє серозну рідина, а нижній -непрозора зеленувато-жовтувата гнильна маса, що міститьклітинні елементи. Колір мокротиння має важливе діагностичне значення. Унормі у здорових людей мокротиння світла і прозора. Наявність жовтуватоговідтінку спостерігається при присутності в мокроті гною і епітелію. Зеленуватийколір мокротиння свідчить про присутність гною в результаті розпадуеритроцитів і лейкоцитів. Яскраво-жовтий колір мокротиння (канарковий)спостерігається прівисоком зміст еозинофілів (синдром Лефлера) або приатопічному

варіанті бронхіальної астми. "Рожевий" колір мокротиння спостерігається прикрупозної пневмонії в результаті високого вмісту гематіна. "Шоколадна"мокротиння відзначається у хворих абсцесом і гангрени легень. "Чорний" колірмокротиння залежить від домішки в ній частинок вугілля при превмоконіозе.

Характер харкотиння, тобто види її.

Спостерігається слизова харкотиння, тягуча, в'язка при гострому та хронічномубронхіті, бронхіальній астмі й туберкульозі. Таке мокротиння кольору не має.
Зустрічається гнійна мокротиння без домішки слизу.рідко: при гангрени легенів, пневмонія, абсцес легенів, актиномікоз,бронхоектазів. Інший вид мокротиння - слизово-гнійна - зустрічається часто
(слиз + гній): при хронічному бронхіті, абсцес легенів, бронхопневмонії,гангрени легень. Кров'яниста харкотиння з прожилками або згустками кровіспостерігається у хворих на інфаркт легенів, туберкульозі, раку, тромбоемболіїлегеневої артерії. Серозна мокротиння зустрічається при набряку легень, а серозно -гнійна - при абсцес легені. Запах мокротиння - важливий показник. Зазвичаймокротиння не має запаху. Однак, при запалитьсяЄльня процесах (абсцеслегені, туберкульоз, гангрена легень і т.д.) виникає гнильний запах.
Патологічні домішки в мокроті. У чашці Петрі можна спостерігати наступнідомішки в мокроті: прожилки крові, спіралі Куршмана ( «зліпки» дрібнихбронхів при бронхіальній астмі); лінзи Коха ( «рисові» тільця притуберкульозі, що містять еластичні волокна; холестерин); пробки Дітріха
(грудочки з бактерій, продуктів клітинного розпаду) при бронхоектазів,абсцес легенів гангрени легень; фібринові згустки (плівки з деревоподібнимрозгалуженням при туберкульозі, пневмоніях); крупинки ( «манна» крупа здруз актиноміцетів при емфіземи легенів); бронхоліти (легеневі камені) знекротичної, обезіствленной тканини у великих бронхах і порожнинах; елементиехінококки, тобто уривки оболонки міхура, голівка ехінококки; легеневадвоустка-паразит розміром від 7 до 13 мм, товстий, яйцеподібний; личинкиаскариди довжиною 1,5-2 мм, а також чужорідні тіла, тобто інгалірованниепредмети (горошини, гудзики).

1. Мікроскопічне дослідження мокротиння.

Проводять дослідження нативного препарату (від 5 до 10 примірників)мокротиння за допомогою голки і покривного скла. Фіксують після висихання мазкамокротиння метиловим спиртом протягом 10 хв. Потім фарбують за Грамом абоза Романовським-Гимзе. Клітинні елементи мокротиння. Можливо виявленнянаступних клітин: епітеліальні клітини, або клітини циліндричногомиготливого епітелію, (при бронхітах легень, бронхіальній астмі абозлоякісних новоутвореннях легень); келихоподібних клітини (припосиленої секреції); базальні або проміжні клітини; альвеолярнімакрофаги з нижніх респіраторних відділів. При інфаркті легені, застої вмалому колі кровообігу виявляються «клітини серцевих вад», тобтоальвеолярні макрофаги з включеннями гемосидерину. Вони виявляються за допомогоюреакції на «берлінську блакить». Зустрічаються також і макрофаги з ліпіднимивключеннями (ліпофагі) при туберкульозі, хронічному захворюванні легенів.
Відзначають підвищення в мазку мокротиння кількості нейтрофілів, лімфоцитів,еозинофілів, моноцитів, «гігантських» клітин Пирогова-Лангерганса. У мазкумокротиння можуть зустрічатися волокнисті освіти: еластичні волокна,фібринові волокна і спіралі Куршмана (при туберкульозі, абсцес легені,раку). Кристалічні освіти також зустрічаються в мазку мокротиння. Цекристали Шарко-Лейдена, разом з еозинофілами або з білкових продуктівдеградації еозинофілів (при бронхіальній астмі, емфіземі, глистовихінвазіях); кристали гематоідіна (ромби, голки, зірки від жовтого допомаранчевого кольору, при некрозі тканини, крововиливах при інфаркті легені)кристали холестерину (при розпаді тканини-туберкульоз, абсцес легені,рак); друзи актиноміцетів.

IV Диференційно-діагностичні методи дослідження ТБС при деякихзахворюваннях.

1. Дослідження при бронхіальній астмі.

Як правило, у хворих на бронхіальну астму мокротиння біла, слизоподібне, немістить крові. Зустрічаються еозинофіли, при інфекціях-нейтрофіли, моноцитиі гістіоцити. Підвищення гістіоцитів в мокроті може прогнозуватинаступ одужання. Клітини бронхіального епітелію-одиничні, інодімають вакуолізірованную цитоплазму (тільця Креол), зустрічаються поодинокікелихоподібних клітини. Підвищення в мокроті тілець Креол-поганийпрогностична ознака, що свідчить про деградацію і деструкціїепітеліальних клітин при посиленій отслойке епітелію. Відзначається такожпідвищена гідратація мокротиння з низьким вмістом органічних інеорганічних речовин (Na, K, Cl), але з високим вмістом кальцію.
Спіралі Куршмана також зустрічаються в мокроті. Діагноз бронхіальної астмиставиться з комплексного дослідження мокротиння.

2. Дослідження при хронічному бронхіті.

Кількість мокротиння у хворих на хронічний бронхіт може бути невеликим (до
60 мл на добу). Мокрота біла, в'язка, слизова з високим вмістоммоноцитів і гістіоцитів, що вказує на стабільну фазу захворювання. Призагостренні запального процесу ці клітини зникають. Коли організмвступає у фазу ремісії, вони знову з'являються. У розпал захворювання високаактивність ферменту ЛДГ в мокроті, а також збільшується вміст в нійнейтрофілів і епітеліальних клітин. Підвищується вміст цитокінів,генераторами яких є нейтрофіли. Виявлені активні формикисню: О2 (- (супероксіданіон), ВІН +, Н2О2, НО2 •, що свідчить пропідвищеної активності прооксидантно системи. Висока активність протеаз
(еластази, катепсини, хімази тучних клітин). Підвищено активність

Висновок

Мокрота, бронхіальний секрет, володіє складними реологическимивластивостями, тобто здатністю до плинності, що залежить від в'язкості іеластичності. Дослідження бронхіального секрету необхідно в основному прилегеневої патології для оцінки стану бронхіального дерева. Частинареологічних властивостей мокротиння хворих зіставляються з низкою іншихпоказників: вміст муцинів і секреторного Jg A, концентрацієюсіалова кислот, рівнем білка і рН мокротиння.

реологічні властивості мокротиння впливають на показники вентиляції ігазообміну.

Однак, вирішальним у питанні впливу реологічних властивостей мокротиння, крімпоказників вентиляції і газообміну, мабуть, є станмукоциліарного транспорту. Розглядаючи в сукупності реологію,біохімічний склад і мукоциліарний транспорт, правильніше говорити проінтегральної за своїм характером видільної функції всього бронхіальногодерева.

Література.

1. Н. В. Сиром'ятникова, В. А. Гончарова, Т. В. Котенко. Метаболічна активність легенів. Л., «Медицина», 1987.

2. Гончарова В. А. Біохімічні аспекти гладкою клітини. Проблеми пульмонології, 1985, вип. 9, стор 8-87.

3. Маррі Р., та ін Біохімія людини. «Світ», 1993, т.1, стор 225-287

4. Медична лабораторна діагностика. Довідник (за ред. Професора А.

І. Карпіщенко). С.-Пб., 1997, стор 228-244.

Склала доцент Гавриленко І. С.