Наука: Хирургия-урология - 11-08-2015, 12:44

Ростовская Вера Васильевна 

главный научный сотрудник отделения урологии Московского НИИ педиатрии и детской хирургии

Сухоруков Владимир Сергеевич

д.м.н., проф., зав. научно-исследовательской лабораторией общей патологии отделения урологии Московского НИИ педиатрии и детской хирургии.

Кузовлева Галина Игоревна 

детский уролог-андролог, старший научный сотрудник РНИМУ им. Пирогова, к.м.н.

Невструева Вера Викторовна 

ведущий научный сотрудник отделения урологии Московского НИИ педиатрии и детской хирургии, к.м.н.

Расулов Навруз Сайдулаевич 

аспирант отделения урологии Московского НИИ педиатрии и детской хирургии

ВОЗРАСТНАЯЯ ДИНАМИКА МОРФОМЕТРИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПИЛЕОУРЕТРАЛЬНОГО СЕГМЕНТА У ДЕТЕЙ ПЕРВЫХ ТРЕХ ЛЕТ ЖИЗНИ В НОМЕ ИЛИ ГИДРОНЕФРОЗЕ

Для изучения морфологических изменений в стенке лоханки и прилоханочного отдела мочеточника на ранних этапах постнатального онтогенеза (до 3 лет) в норме и при гидронефрозе исследованы 40 препаратов пиелоуретеральных сегментов, полученных от 20 пациентов, оперированных по поводу гидронефроза, и от 20 детей, погибших от причин, не связанных с урологической патологией. Фотоморфометрия препаратов, окрашенных по методу Ван Гизона, с подсчетом соединительнотканных и мышечных структур стенки лоханки и прилоханочного отдела мочеточника проводилась с помощью специальной компьютерной программы «Видео Тест — 4.0». Установлены закономерности возрастной динамики морфогенеза пиелоуретерального сегмента в раннем постнатальном периоде. Выявлены различия в соотношении мышечного слоя и соединительнотканных элементов в сторону возрастания последних в операционном материале. Разная величина соединительнотканно-мышечного коэффициента при гидронефрозе отражает фиброзные изменения, происходящие в лоханке, которые достоверно возрастают с усилением тяжести обструктивных нарушений уродинамики. Надо понимать, что не все случаи нарушений имеют выраженную клиническую картину.

Введение

Проблема лечения детей с пренатально установленным гидронефрозом — одна из ведущих в педиатрической урологии, что обусловлено особенностями постнатального течения заболевания [1, 14, 15]. Гидронефротическая трансформация (ГНТ) имеет тенденцию как к спонтанному разрешению с возрастом (до 1,5–3 лет), так и к прогрессированию с потерей функции развивающейся почки [2, 6, 13, 17]. Во многих случаях функциональные результаты ранних операций оцениваются как удовлетворительные в связи с частым сохранением нарушений уродинамики и функции почки, что может быть связано с недооценкой основной причины формирования ГНТ у детей первых лет жизни [4, 6, 7, 13].

Функция лоханки (эвакуаторная функция, связанная с сократительной способностью) и мочеточника (растяжимость и функциональный объем прилоханочного отдела) определяется морфологической зрелостью и завершенностью развития соединительнотканных и мышечных структур мочевыделительной системы [2, 4]. Поэтому структурная, а соответственно, и функциональная недостаточность лоханки в какой-то степени является причиной как ложноположительных, так и ложноотрицательных результатов при оценке состояния уродинамики верхних мочевых путей (ВМП) методами диуретической ренографии и диуретической ультразвуковой пиелографии (ДУПГ) у детей данной возрастной группы [4, 12].  Возникает необходимость определения морфологических параметров нормы изучаемого органа на различных этапах постнатального онтогенеза, установления срока окончательного формирования структурной организации лоханки и мочеточника, что позволяет ответить на вопрос, целесообразно ли проводить операции у новорожденных и детей грудного возраста в период активного развития соединительнотканных и мышечных структур стенки лоханки и мочеточника до их окончательного формирования.

В доступной литературе представлены единичные работы, посвященные исследованию нормальной морфологической картины лоханки и прилоханочного отдела мочеточника у детей до одного года [16] и в период взрослости (старше 18 лет) [3, 5]. Однако результаты этих исследований не характеризуют структурные изменения в возрастном аспекте на ранних этапах постнатального онтогенеза. В большом количестве работ результаты морфологического исследования операционно-биопсийного материала лоханки у детей раннего возраста с гидронефрозом рассматриваются с позиций прогнозирования результатов пластических операций при обструкции пиелоуретерального сегмента [9–11]. В этой связи целью нашего исследования явилось установление закономерностей динамики морфогенеза пиелоуретерального сегмента (ПУС) на ранних этапах постнатального онтогенеза (грудной возраст, раннее детство) в норме и при гидронефрозе.

Материал и методы

Для оценки качественных и количественных взаимоотношений мышечных и соединительнотканных элементов стенки лоханки и прилоханочного отдела мочеточника в норме проводилось изучение препаратов, полученных при аутопсии 20 детей (9 девочек, 11 мальчиков) в возрасте 1 месяца до 3 лет погибших от интеркуррентных заболеваний (контрольная группа). Из них в возрасте до 12 месяцев было 11 детей, от 12 до 24 месяцев — 4 и старше 2 лет — 5.  Исследование структурной организации стенки лоханки и прилоханочного отдела мочеточника при гидронефрозе было проведено у 20 детей от 1 месяца до 3 лет (7 девочек, 13 мальчиков) с односторонней гидронефротической трансформацией (ГНТ), выявленной в пренатальном или в раннем постнатальном периоде (основная группа). Из них в возрасте до 12 месяцев было 5 детей, от 12 до 24 месяцев — 9 и старше 24 месяцев — 6 больных.

В соответствии с классификационной ультразвуковой системой градации гидронефроза Society of Fetal Urology (SFU) [8] вторую (ΙΙ) степень расширения полостной системы почки имели 3 ребенка в возрасте 6–12 месяцев. Третья степень (ΙΙΙ) ГНТ с эктазией лоханки и чашечек, но сохранной почечной паренхимой диагностирована у 10 пациентов, четвертая (IV) тяжелая степень гидронефротической трансформации со значительным уменьшением объема функционирующей паренхимы — у 7 больных. По данным статической нефросцинтиграфии и экскреторной урографии функция паренхимы почки на стороне гидронефроза была не изменена в 9 случаях со ΙΙ (n=3) и ΙΙΙ (n=6) степенью ГНТ, умеренно снижена — у остальных 4 детей с ΙΙΙ степенью ГНТ и значительно снижена — у 7 больных с IV степенью ретенционных изменений.

Результаты диуретической ультразвуковой пиелографии (ДУПГ) у 10 детей соответствовали обструктивно-гипертензионному варианту нарушения уродинамики лоханки. Обструктивный вариант нарушения уродинамики с сохранной функцией лоханки при умеренной степени обструкции ПУС имели 8 пациентов. Дезадаптационный вариант, обусловленный недостаточностью сократительной функции лоханки при нормальной проходимости ПУС, был установлен у 2 детей. Реконструктивно-пластическая операция у 9 (из 20) больных была проведена после трансуретерального стентирования (ТУС) лоханки алифатическим полиуретановым мочеточниковым стентом (стент-буж) фирмы «ООО-МИТ» (Россия). Причиной обструктивных нарушений уродинамики у 12 пациентов было сужение лоханочно-мочеточникового, у 5 — наличие аберрантных сосудов к нижнему сегменту почки и их конфликт с лоханочно-мочеточниковым сегментом.

Морфологические исследования проведены в научно-исследовательской лаборатории общей патологии (заведующий — д.м.н., профессор В. С. Сухоруков). Для гистологического исследования тканевые биоптаты проводили через серию изопропанолового спирта автоматизированным способом в вакуумном автомате Leica ASP200, после чего заключали в парафиновые блоки, из которых изготавливали тонкие тканевые срезы толщиной 2–4 мкм и окрашивали их гематоксилином, эозином для общей оценки состояния исследуемых тканей. Для дифференцировки соединительнотканных структур (коллагеновых и эластических волокон) и мышечной ткани проводилось докрашивание микроскопических препаратов пикрофуксином по методу Ван Гизона.

Все исследования гистологических препаратов были дополнены методом морфометрического анализа стенки ПУС и лоханки. Материал резервировался с помощью фотоморфометрии, при увеличении ×100 с помощью программы «Видео Тест — 4.0». При этом измерялась толщина подслизистого слоя и мышечной оболочки, а также выраженность красной составляющей цвета объекта, соответствующая относительному содержанию коллагена в ткани. Выраженность красного цвета коррелирует со степенью фиброза и является морфогистохимическим показателем фиброзно-склеротических изменений в ткани при различных патологических состояниях, в том числе при тканевой гипоксии. Величина красного составляющего цвета измерялась в условных единицах (от 0 до 255) по модели RGB, основанной на трех базовых цветах (Red, Green, Blue — красный, зелёный, синий). Средний цвет объекта измерялся в градусах от 0 до 360⁰ и вычислялся по формуле: Н=Σi=1 H(i)/n, где H(i) — средний цвет точки, n — число точек. Для повышения объективности анализа и уменьшения ошибки связанной с оптическими характеристиками микроскопа и камеры измерялось также соотношение величины красной составляющей и среднего цвета объектов.

Статистический анализ полученных результатов исследования проводился с использованием пакета прикладных программ Statistica 6.0. Проверка нормальности распределения проводилась с помощью теста Шапиро — Уилка. При нормальном распределении количественные показатели представляли в виде M±SD (M — среднее значение, SD — стандартное отклонение среднего). При непараметрическом распределении величина количественных показателей представлена как медиана (Me) с указанием интерквартильного размаха (IQR) [lq-uq]. Сравнение количественных показателей в разных группах осуществляли при помощи t-критерия Стьюдента. Различия считали статистически значимыми при р<0,05.

Результаты исследований и их обсуждение

В нормальных физиологических условиях структура почечной лоханки и мочеточника, как и всех полостных органов, включает в себя четыре оболочки: слизистую, подслизистую, мышечную и наружную (адвентицию). В обеспечении нормальных условий уродинамики верхних мочевых путей, оттока мочи из лоханки в мочеточник наибольшее значение имеет мышечная оболочка и эластический компонент соединительной ткани, составляющий основу слизистой и подслизистой оболочек, а также соединительнотканных прослоек между мышцами. Поэтому основное внимание при морфологическом исследовании аутопсийного и операционного материала было уделено выявлению различий в соотношении соединительнотканных и гладкомышечных структур стенки лоханки и прилоханочного отдела мочеточника в норме и при гидронефрозе. В результате морфометрического структурного анализа составляющих стенку лоханки и мочеточника были получены результаты, представленные в таблице 1.

Таблица 1. Показатели морфометрии стенки ПУС в норме и при гидронефрозе

Согласно данным таблицы 1, средняя толщина подслизистого слоя и мышечной оболочки ПУС в аутопсийном материале значительно тоньше в сравнении с операционным (в 1,8 и 2,7 раза соответственно). Отмеченные различия в толщине подслизистого слоя и мышечной оболочки ПУС в норме и при патологии свидетельствуют о наличии меньшего количества эластических волокон, а также об изменении соотношения соединительнотканных и мышечных структур в стенке лоханки и мочеточника при гидронефрозе.

В норме у детей раннего возраста выраженность подслизистой основы почечной лоханки и прилоханочного отдела мочеточника неодинакова, ее толщина на продольном срезе уменьшается в 2‒2,5 раза по направлению от лоханки к дистальному отделу ПУС (от 207 до 80 мкм). Ту же закономерность наблюдали и в группе детей оперированных по поводу гидронефроза, у которых от проксимального отдела к дистальному отделу органа толщина подслизистой основы уменьшалась в 2‒3 раза от 300 до 90 мкм. По нашим наблюдениям, у детей раннего возраста общая толщина стенки лоханки и мочеточника в разные возрастные периоды (от 1 месяца до 3 лет) постепенно увеличивается, и, соответственно, меняется соотношение перечисленных оболочек, составляющих стенку верхних мочевых путей, а именно ПУС.

Результаты морфометрии в возрастном аспекте (табл. 2) показали, что в норме у детей грудного возраста средняя толщина подслизистой основы и мышечной оболочки стенки ПУС тоньше по сравнению с возрастной группой раннего детства (12–36 месяцев), в которой отсутствует достоверная разница между морфометрическими параметрами указанных слоев.

Таблица 2

Исходя из таблицы видно, что толщина мышечной оболочки и подслизистой основы лоханки и прилоханочного отдела мочеточника увеличивается после 12 месячного возраста и остается практически стабильной на протяжении 24‒36 месяцев возрастного периода раннего детства постнатального онтогенеза. При гидронефрозе, вне зависимости от возраста, мышечная оболочка и подслизистый слой ПУС были значительно толще, чем в норме за счет повышенного содержания коллагеновых волокон и компенсаторной гипертрофии гладких миоцитов, которые располагаются в разных направлениях. При проведении корреляционного анализа аутопсийного материала была установлена положительная взаимосвязь между возрастом и толщиной подслизистой основы (r=0,68, р<0,05) и мышечной оболочки (r=0,71, р<0,05). У детей с гидронефрозом выраженных корреляций толщины этих слоев с возрастом не выявлено.

Для выявления возрастных особенностей структурной организации ПУС у детей раннего возраста (группа контроля) и у оперированных пациентов (основная группа) такого же возраста был применен ранее не использованный для исследований подобного рода фотоколориметрический метод исследования. Благодаря этому методу исследования определяли соединительнотканно-мышечный коэффициент (СМК). В среднем СМК в контрольной группе составил 1,13±0,04 (1,06–1,20), в основной группе — 1,21±0,03 (1,15‒1,26), различия достоверны (р=0,001). Возрастная динамика СМК соотношения в контрольной группе и степень его отклонения от нормы при гидронефрозе представлена в таблице 3.

В возрастной группе 12‒36 месяцев отмечается тенденция к утолщению стенки ПУС за счет мышечной оболочки, СМК в среднем уменьшается с 1,15±0,03 до 1,10±0,04. Представленные в таблице данные свидетельствуют об имеющихся отличиях СМК операционного материала от аутопсийного. По сравнению с контрольной группой значения СМК в препаратах, полученных у оперированных детей с гидронефрозом, достоверно превышали показатели возрастной нормы, имевшей место в аутопсийном материале, и составляли в среднем 1,20±0,03. Изменения данного показателя в зависимости от возраста в данной группе достоверно не отличались.

У 14 пациентов основной группы СМК был выше нормы (1,22±0,01), что свидетельствовало о фиброзе, о преобладании соединительнотканных элементов над мышечными. В 6 случаях (в возрасте от 1 до 3 лет) со II (n=4) и III степенью (n=2) ГНТ соединительнотканно-мышечное соотношение соответствовало нормативным значениям и составило 1,15±0,01. Увеличение СМК у большинства детей с гидронефрозом могло быть связано как с увеличением аморфного составляющего межклеточного вещества (отеком), так и увеличением фиброза. Для дифференцировки этих изменений нами был проведен морфоколориметрический анализ гистологических препаратов, окрашенных по методу Ван Гизона, который позволяет отдифференцировать фиброзный компонент соединительной ткани.

Фотоколориметрический анализ в препаратах, окрашенных по методу Ван Гизона, показывает достоверное различие выраженности красного составляющего спектра между показателями основной и контрольной групп (рис. 1‒4). Это свидетельствует о значительно большем содержании коллагена во всех основных оболочках лоханки и прилоханочного отдела мочеточника у детей с гидронефрозом и соответственно о большей выраженности фиброзно-склеротических изменений.

О существенном нарастании количества коллагена свидетельствует тот факт, что в контрольной группе красная составляющая фактически не оказывает достоверного влияния на общую цветность объекта при гидронефрозе, плотность красного цвета достоверно возрастает (r=0,41, р<0,01). В связи с выявленными изменениями в стенке ПУС мы провели сравнительный анализ морфометрических показателей у детей с разными вариантами нарушения уродинамики верхних мочевых путей по данным ДУПГ, каждый из которых определяется состоятельностью адаптационных возможностей лоханки и прилоханочного отдела мочеточника в обеспечении транспорта мочи.

При сопоставлении полученных данных с результатами диуретической пиелосонографии были получены следующие результаты:

— у 10 пациентов с III‒IV степенью ГНТ и обструктивно-гипертензионным вариантом уродинамики, характеризующимся повышением внутрилоханочного давления из-за низкого уровня комплаенса лоханки (в среднем на 60%) возросшему объему мочи и недостаточности ее эвакуаторных возможностей по преодолению обструкции мочеточника, значения СМК были достоверно выше возрастных нормативов и в среднем составляли 1,24±0,03;

— у 8 детей с II‒III степенью ГНТ и обструктивным вариантом уродинамики, при котором нарушение проходимости прилоханочного отдела мочеточника определяло снижение эффективности опорожнения лоханки при отсутствии нарушений ее резервуарной способности, СМК также достоверно превышал показатели нормы и был равен 1,21±0,03;

— для двух больных со II степенью ГНТ и дезадаптационным вариантом уродинамики из-за нарушения сократительной функции лоханки в среднем на 25% при адекватной ее реакции на повышенный поток мочи и отсутствии обструкции мочеточника было характерно умеренное отклонение СМК от нормативных значений — 1,18±0,02.

Из приведенных данных следует, что у детей с гидронефрозом степень изменения стенки лоханки, рассчитанной по СМК, сопряжена с усилением тяжести расстройств уродинамики верхних мочевых путей (рис. 5). Установлена прямая корреляция морфометрического показателя (красной составляющей цвета объекта), определяющего выраженность фиброзно-склеротических изменений, со степенью нарушения уродинамики по данным диуретической пиелосонографии выполненной до оперативного вмешательства (r=0,88, р<0,05).

Рис. 5. Линейная связь между красным спектром в препаратах ПУС и степенью нарушения уродинамики по данным ДУПГ (степень нарушения по данным ДУПГ представлена в баллах от 0 до 12: I степень — 0‒3; II степень — 4‒6; III степень — 7‒9; IV степень — 10‒12)

Таким образом, на основе проведенных исследований возрастной изменчивости стенок прилоханочного отдела мочеточника и прилежащей части лоханки в раннем периоде постнатального онтогенеза можно сделать следующие выводы:

1)  в период грудного возраста толщина подслизистой основы и мышечной оболочки характеризуется гистоструктурной незрелостью;
2)  в период раннего детства происходит интенсивное развитие мышечных волокон (возрастная гипертрофия), что проявляется в увеличении толщины мышечной оболочки, которая наиболее активно возрастает в период с 12 до 24 месяцев постнатального онтогенеза;
3) отсутствие значимого изменения соотношения слоев стенки ПУС отмечается в период 24–36 месяцев постнатального онтогенеза;
4) формирования структурных компонентов стенки ПУС завершается к 2 годам жизни ребенка;
5) превалирование соединительнотканных элементов над мышечными на уровне лоханки — признак развития компенсаторных изменений при гидронефрозе, проявляющихся также гипертрофией мышечного слоя;
6)  изменение соотношения мышечного слоя и соединительнотканных элементов в сторону возрастания последних (по СМК) отражает склеротические процессы, происходящие в лоханке при гидронефрозе и достоверно возрастает с усилением тяжести обструктивных нарушений уродинамики.

Полученные данные должны учитываться при планировании тактики лечения детей грудного и раннего возраста с гидронефротической трансформацией. В качестве первоначального пособия в отношении детей данной возрастной группы может быть рекомендован малоинвазивный метод эндоскопической коррекции нарушений уродинамики верхних мочевых путей (трансуретральное стентирование лоханки) для создания условий для нормального гистогенеза структур гидронефротической почки в раннем постнатальном периоде. Функциональная эффективность данного метода по нашим данным составляет 62%.