CC BY
9УДК: 616.36-004-06:611.08
ДИНАМИКА ПРОЛИФЕРАТИВНОЙ АКТИВНОСТИ ГЛАДКОМЫШЕЧНЫХ КЛЕТОК ЛЕГОЧНЫХ СОСУДОВ ПОД ВЛИЯНИЕМ АЛПРОСТАДИЛА У БОЛЬНЫХ С ПОРТОПУЛЬМОНАЛЬНОЙ ГИПЕРТЕНЗИЕЙ В ИССЛЕДОВАНИИ IN VITRO
Стригунова И. Б., Крутикова М. С., Кушнир С. П.
Кафедра внутренней медицины № 3, Медицинская академия имени С. И. Георгиевского ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет имени В. И. Вернадского», 295051, бул. Ленина, 5/7, Симферополь, Россия
Для корреспонденции: Стригунова Ирина Борисовна, кандидат медицинских наук, кафедра внутренней медицины № 3 Медицинской академии имени С. И. Георгиевского ФгАОУ ВО «Крымский федеральный университет имени В. И. Вернадского», е-mail: [email protected]
For correspondence: Irina B. Strigunova, Ph.D., the Department of Internal Diseases №3, Medical Academy named after S. I. Georgievsky of Vernadsky CFU. E-mail: [email protected]
Information about authors:
Strigunova I. B., http://orcid.org/0000-0003-1173-1039 Krutikova M. S., http://orcid.org/0000-0001-6200-8524 Kushnir S. P., http://orcid.org/0000-0001-9573-7483
РЕЗЮМЕ
У больных с декомпенсированным циррозом печени выявлено ремоделирование сосудов легких и доказано влияние алпростадила на пролиферативную активность гладкомышечных клеток сосудов легких в культуре клеток in vitro.
Ключевые слова: гладкомышечные клетки, легочные сосуды, портопульмональная гипертензия.
THE CHANGES OF PROLIFERATIVE ACTIVITY OF SMOOTH MUSCLE CELLS OF PULMONARY VESSELS UNDER THE INFLUENCE OF ALPROSTADIL IN PATIENTS WITH PORTOPULMONARY HYPERTENSION IN VITRO
Strigunova I. B., Krutikova M. S., Kushnir S. P.
Medical Academy named after S. I. Georgievsky of Vernadsky CFU, Simferopol, Russia
SUMMARY
Remodeling of the pulmonary vessels was revealed and the effect of alprostadil on the proliferative activity of smooth muscle cells of the lung vessels was proved in patients with decompensated liver cirrhosis in cell culture in vitro.
Keywords: smooth muscle cells, pulmonary vessels, portopulmonary hypertension.
Развитие аномалий легочных сосудов - главная причина тяжелой гипоксемии при прогрес-сировании цирроза печени (ЦП) [1-3]. Широкий спектр нарушений на уровне сосудов легких при болезнях печени и портальной гипертензии охватывает гепатопульмональный синдром, характеризуемый дилатацией внутрилегочных сосудов, а также легочную (портопульмональную) гипертензию, при которой повышено сопротивление легочных сосудов. Существует мнение, что важнейший фактор, предопределяющий их развитие, - портальная гипертензия [2, 4-8].
Течение портопульмональной гипертензии характеризуется формированием эндотелиаль-ной дисфункции, выраженность которой зависит от степени тяжести патологического процесса [8-9]. Особый интерес, по нашему мнению, заслуживают научные факты, постулирующие,
что формирование и прогрессирование легочной гипертензии всех типов (эссенциальной, при ХОБЛ, портопульмональной) характеризуются усиленной пролиферацией сосудистых клеток, что является важным морфологическим признаком этого патологического синдрома [10, 5].
При портопульмональной гипертензии в результате противостояния хронически повышенному интрамуральному давлению сосудистая стенка становится утолщенной и более плотной. Это армирование сосудистой стенки гладкомы-шечными клетками и экстрацеллюлярным ма-триксом ведет к снижению диаметра просвета и снижает способность к вазодилатации. Такой дезадаптивный ответ ведет к повышению сопротивления легочных сосудов и, позднее, - к стабилизации легочной гипертензии. При ЦП процесс ремоделирования легочных сосудов захватыва-
КРЫМСКИЙ ЖУРНАЛ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ И КЛИНИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЫ
ет все слои сосудистой стенки и сопровождается обнаружением клеточной гетерогенности внутри традиционных компартментов сосудистой стенки: интимы, медии, адвентиции [11-12].
Основной целью исследования является изучение патогенеза портопульмональной ги-пертензии и гепатопульмонального синдрома и разработка методов дифференцированной терапии больных с декомпенсированным ЦП. В настоящей работе нами предпринята попытка подойти к проблеме расшифровки патогенетических особенностей декомпенсирован-ного течения ЦП, осложнившегося развитием портопульмональной гипертензии с позиции оценки нарушений функциональной активности гладкомышечных клеток легочных сосудов.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Обследованы три группы лиц. 1-ю группу составили 18 внезапно умерших людей (травма, механическая асфиксия, скоропостижная смерть), у которых в ходе патологоанато-мического исследования не было выявлено прижизненной патологии печени и хронических заболеваний внутренних органов в стадии декомпенсации. 2-ю группу составили 19 умерших (с коротким агональным периодом) больных ЦП с портопульмональной гипер-тензией. Смерть у лиц 1-2-й групп наступила с коротким агональным периодом. Забор материала у всех умерших людей осуществлялся в интервале до 6 часов с момента смерти.
В 3-ю группу вошли 11 больных, страдающих хроническими неспецифическими заболеваниями легких, лечившихся в легочно-хирурги-ческом центре Симферопольского городского клинического противотуберкулезного диспансера (4 больных хроническим абсцессом легкого, 5 больных бронхоэктатической болезнью, 1 больной кистозной болезнью легких и 1 больной с кистой легкого) и получавших хирургическое лечение по поводу указанных заболеваний. У всех больных до операции имелись симптомы легочной гипертензии (смещение правой границы сердца вправо, выбухание conus pulmonale (в прямом или правом косом положении), ЭКГ-признаки перегрузки (гипертрофии) правого желудочка и/или Р-pulmonale, позитивная надчревная пульсация, диффузный теплый цианоз, набухание вен шеи, позитивный венный пульс).
Нами использован метод краткосрочных органных культур, обеспечивающий культивирование клеток in vitro по Лурия Е. А. [13], согласно которому обеспечиваются изоляция клеточных элементов от организма и условия, при которых в клетках могут поддерживаться обменные процессы и осуществляться не-
которые функции, не требующие длительной пролиферации и многоэтапной дифферен-цировки. Культивация проводилась в присутствии антибиотиков (бензилпеницилли-на натриевой соли 1000 ЕД и стрептомицина сульфата 0,01 г на 1 мл культуральной среды).
Материалом исследования служили глад-комышечные клетки из образцов легочных сосудов, полученных post mortem при патоло-гоанатомическом исследовании умерших больных ЦП и внезапно погибших лиц, а также из участков резецируемой здоровой ткани (у больных 3-й группы) при проведении оперативных вмешательств (резекция бронхоэктазов, кисты легкого и др.) в пределах здоровых тканей.
С гладкомышечными клетками легочных сосудов параллельно проводились следующие эксперименты:
• опыт 1: культивация гладкомышеч-ных клеток легочных сосудов в термостате при 37оС в течение трех суток ■ определение пролиферативного индекса (ПИ), который отражал процент митозов, на 300 клеток;
• опыт 2: культивация в тех же условиях, но с добавлением (4 нг/мл культуральной среды) алпростадила ■ определение ПИ. После завершения экспериментов готовились мазки, которые окрашивались по Романовскому -Гимзе и микроскопировались под иммерсией.
Статистическая обработка. Статистическая обработка полученных данных проведена с применением методов вариационной статистики с вычислением средних величин (M), оценкой вероятности расхождений (m), оценкой достоверности изменений с использованием t-критерия Стьюдента. За достоверную принималась разность средних значений при р<0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Обосновывая выбор биологической модели витрального эксперимента, необходимо подчеркнуть, что алпростадил (Vazaprostan) оказывает прямое фармакологическое действие на сосудистую стенку за счет дилятации артериол и сфинктеров прекапилляров, что способствует улучшению микроциркуляции [14]. Указанные факты, по нашему мнению, являются научной аргументацией правомочности построения экспериментальной биологической модели с алпро-стадилом (перед началом культивирования в культуральную среду вводилось 4 нг/мл алпро-стадила). По результатам патентного поиска, проведенного в MEDLINE, исследования модулирующего влияния алпростадила на пролифе-ративную активность клеток в культуральных экспериментальных моделях не проводились. Результаты проведенных нами экспериментов in
vitro, документирующих динамику пролифера- судов легких у лиц 1-й, 2-й и 3-й групп под вли-тивной активности гладкомышечных клеток со- янием алпростадила, представлены в таблице.
Таблица 1
Влияние алпростадила на пролиферативную активность гладкомышечных клеток сосудов легких у больных 1-й, 2-й и 3-й групп в эксперименте in vitro, ПИ
Группа Стат. показ. Этапы эксперимента
Опыт 1 Опыт 2 + алпростадил
1-я группа (внезапно погибшие лица) M ± m n Р 3,9 ± 0,2 18 3,7 ± 0,1 18 < 0,5
2-я группа (умершие больные ЦП с порто- M ± m n 6,8 ± 0,3 19 5,6 ± 0,2 19
пульмональной гипер-тензией) Р Р. < 0,001 < 0,001 < 0,001
M ± m 9,1 ± 0,3 7,8 ± 0,4
3-я группа (больные с n 11 11
вторичной легочной ги-пертензией при ХНЗЛ) Р Р. р2 < 0,001 < 0,001 < 0,01 < 0,001 < 0,001
Примечание: р - достоверность различий, высчитанная в сравнении с опытом 1 в той же группе больных, - достоверность различий, высчитанная в сравнении с соответствующим опытом у лиц 1-й группы; р2 - достоверность различий, высчитанная в сравнении с соответствующим опытом у лиц 2-й группы.
ОБСУЖДЕНИЕ
Анализ представленных в табл. научных фактов свидетельствует о том, что у внезапно погибших лиц с прижизненно интактной печенью и легкими (1-я группа - контрольная группа для умерших больных 2-й группы) пролифе-ративная активность гладкомышечных клеток сосудов легких (ПИ) в опыте 1 составляет 3,9 ± 0,2 и существенно не меняется под влиянием введения в культуральную модель алпро-стадила. Можно предположить, что, в силу закона биологической целесообразности, про-лиферативная активность гладкомышечных клеток сосудов легких у лиц с прижизненно интактной бронхолегочной системой является физиологически достаточно сбалансированной и не реагирует на дополнительные стимулы.
У больных 2-й группы пролиферативная активность гладкомышечных клеток сосудов легких на 74,4 % (р1 < 0,001) выше, чем у лиц 1-й группы. Введение в экспериментальную культу-ральную модель алпростадила (опыт 2) сопровождается статистически значимым снижением исследованного показателя на 17,6 % (р < 0,001).
Сравнивать показатели у больных 2-й и 3-й групп, на первый взгляд, некорректно, так как у умерших больных влияние на исследованный показатель оказывают посмертные изменения в тканях сосудов легких. Вместе с тем 3-я группа больных введена нами, во-первых, для оценки степени влияния на ПИ указанных посмертных
факторов (при сравнении 1-й и 3-й групп лиц), во-вторых, для оценки влияния алпростадила на пролиферативную активность гладкомышечных клеток сосудов легких, полученных intra operationem, а не post mortem. Поэтому статистически значимое снижение исследованного показателя в опыте 2 (на 14,3 %, р < 0,01) у больных 3-й группы расценивается нами как еще одно подтверждение модулирующего влияния алпростадила на пролиферативную активность гладкомышечных клеток сосудов легких.
Таким образом, полученные нами факты позволяют дать научное обоснование целесообразности использования алпростадила в лечении портопульмональной гипертензии у больных ЦП за счет влияния препарата на важное звено патогенеза легочной гипертен-зии - повышенную пролиферативную активность гладкомышечных клеток сосудов легких.
ВЫВОДЫ
1. Течение портопульмональной ги-пертензии у больных ЦП характеризуется нарушением физиологической регенерации гладкомышечных клеток сосудов.
2. У больных ЦП с портопульмональ-ной гипертензией дано патофизиологическое обоснование целесообразности использования алпростадила для коррекции повышенной пролиферативной активности гладкомышечных клеток сосудов легких.
КРЫМСКИЙ ЖУРНАЛ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ И КЛИНИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЫ
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Moller S., Krag A., Madsen J.L., Henriksen J.H., Bendtsen F. Pulmonary dysfunction and hepatopulmonary syndrome in cirrhosis and portal hypertension. Liver Int. 2009; 29(10): 1528-37. doi: 10.1111/j.1478-3231.2009.02103.x.
2. Sen S., Alexander G.J. Pulmonary complications in liver disease. Br J Hosp Med (Lond). 2009; 70(12): 685-91.
3. Gaber R., Ziada D.H., Kotb N.A., Abo El-Magd G.H., Hamisa M. Detection of hepatopulmonary syndrome in patients with liver cirrhosis using 3D contrast echocardiography. Arab J. Gastroenterol. 2012 Mar; 13(1): 14-9. doi: 10.1016/j.ajg.2012.03.004.
4. Porres-Aguilar M, Gallegos-Orozco JF, Garcia H, Aguirre J, Macias-Rodriguez RU, Torre-Delgadillo A. Pulmonary vascular complications in portal hypertension and liver disease: a concise review. Rev Gastroenterol Mex. 2013; 78(1): 35-44. doi: 10.1016/j.rgmx.2012.10.004.
5. Halank M., Strassburg C.P., Hoeper M.M. Pulmonary complications of liver cirrhosis: hepatopulmonary syndrome, portopulmonary hypertension and hepatic hydrothorax. Internist (Berl). 2010; 51 Suppl 1: 255-63. doi: 10.1007/s00108-009-2503-y.
6. Hoeper M.M., Krowka M.J., Strassburg C.P. Portopulmonary hypertension and hepatopulmonary syndrome. Lancet. 2004; 363(9419): 14618. doi: 10.1016/s0140-6736(04)16107-2.
7. Schenk P., Fuhrmann V., Madl C. Hepatopulmonary syndrome: prevalence and predictive value of various cut offs for arterial oxygenation and their clinical consequences. Gut. 2002; 51: 853-859.
8. Nagasawa K., Takahashi K., Furuse M., Yamada T., Mineta M., Yamamoto W., Inaoka T., Hirota H., Sato H., Aburano T. Imaging findings of pulmonary vascular disorders in portal hypertension. Nihon Igaku Hoshasen Gakkai Zasshi. 2004 Jul; 64(5): 294-9.
9. Fernandez M. Molecular pathophysiology of portal hypertension. Hepatology. 2015; 61(4): 1406-15. doi: 10.1002/hep.27343.
10. Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Diseases (GOLD). Global strategy for diagnosis, management, and prevention of chronic obstructive pulmonary disease. NHLBI/WHO workshop report / GOLD website (www.goldcopd.com). - Updated 2017.
11. Jeffery T.K., Morrell N.W. Molecular and cellular basis of pulmonary vascular
remodeling in portopulmonary hypertension. Prog. Cardiovasc. Dis. 2002; 45(3): 173-202.
12. Herve P., Le Pavec J., Sztrymf B., Decante B., Savale L., Sitbon O. Pulmonary vascular abnormalities in cirrhosis. Best Pract Res Clin Gastroenterol. 2007; 21(1): 141-59.
13. Лурия Е. А. Органные культуры кроветворной и лимфоидной ткани: Автореф. дис. ...д-ра биол. наук: 03.099. Академия мед. наук СССР. Москва; 1972. Доступно по: http://search.rsl.ru/ru/ record/01007163810 Ссылка активна на 06.06.2017.
14. Справочник Видаль. Лекарственные препараты в России. М.: Видаль Рус; 2016.
REFERENCES
1. Moller S., Krag A., Madsen J.L., Henriksen J.H., Bendtsen F. Pulmonary dysfunction and hepatopulmonary syndrome in cirrhosis and portal hypertension. Liver Int. 2009; 29(10): 1528-37. doi: 10.1111/j.1478-3231.2009.02103.x.
2. Sen S., Alexander G.J. Pulmonary complications in liver disease. Br J Hosp Med (Lond). 2009; 70(12): 685-91.
3. Gaber R., Ziada D.H., Kotb N.A., Abo El-Magd G.H., Hamisa M. Detection of hepatopulmonary syndrome in patients with liver cirrhosis using 3D contrast echocardiography. Arab J. Gastroenterol. 2012 Mar; 13(1): 14-9. doi: 10.1016/j.ajg.2012.03.004.
4. Porres-Aguilar M, Gallegos-Orozco JF, Garcia H, Aguirre J, Macias-Rodriguez RU, Torre-Delgadillo A. Pulmonary vascular complications in portal hypertension and liver disease: a concise review. Rev Gastroenterol Mex. 2013; 78(1): 35-44. doi: 10.1016/j.rgmx.2012.10.004.
5. Halank M., Strassburg C.P., Hoeper M.M. Pulmonary complications of liver cirrhosis: hepatopulmonary syndrome, portopulmonary hypertension and hepatic hydrothorax. Internist (Berl). 2010; 51 Suppl 1: 255-63. doi: 10.1007/s00108-009-2503-y.
6. Hoeper M.M., Krowka M.J., Strassburg C.P. Portopulmonary hypertension and hepatopulmonary syndrome. Lancet. 2004; 363(9419): 1461 -8. doi: 10.1016/s0140-6736(04)16107-2.
7. Schenk P., Fuhrmann V., Madl C. Hepatopulmonary syndrome: prevalence and predictive value of various cut offs for arterial oxygenation and their clinical consequences. Gut. 2002; 51: 853-859.
8. Nagasawa K., Takahashi K., Furuse M., Yamada T., Mineta M., Yamamoto W., Inaoka T., Hirota H., Sato H., Aburano T. Imaging findings of pulmonary vascular disorders in portal hypertension. Nihon Igaku Hoshasen Gakkai Zasshi. 2004 Jul; 64(5): 294-9.
9. Fernandez M. Molecular pathophysiology of portal hypertension. Hepatology. 2015; 61(4): 1406-15. doi: 10.1002/hep.27343.
10. Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Diseases (GOLD). Global strategy for diagnosis, management, and prevention of chronic obstructive pulmonary disease. NHLBI/WHO workshop report / GOLD website (www.goldcopd.com). - Updated 2017.
11. Jeffery T.K., Morrell N.W. Molecular and cellular basis of pulmonary vascular remodeling in portopulmonary hypertension. Prog. Cardiovasc. Dis. 2002; 45(3): 173-202.
12. Herve P., Le Pavec J., Sztrymf B., Decante B., Savale L., Sitbon O. Pulmonary vascular abnormalities in cirrhosis. Best Pract Res Clin Gastroenterol. 2007; 21(1): 141-59.
13. Luriya E.A. Organnye kultury krovetvornoy i limfoidnoy tkani: Avtoref. dis. ...d-ra biol. nauk: 03.099. Akademiya med. nauk SSSR. Moskva; 1972. Available by link http://search.rsl.ru/ru/record/01007163810 The link is active on 06.06.17. (In Rus).
14. Spravochnik Vidal. Lekarstvennye preparaty v Rossii. M.: Vidal Rus; 2016. (In Rus).
