Л.С. Быхалов, А.В. Смирнов, А.Я. Почепцов.
МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЛЕГКИХ МЫШИ ПРИ ЛИХОРАДКЕ ЗАПАДНОГО НИЛА НА МОДЕЛИ ПОДКОЖНОГО ИНФИЦИРОВАНИЯ
Кафедра патологической анатомии ВолГМУ, ВНЦ РАМН и АВО.
В настоящее время проблема распространения и диагностики арбовирусных инфекционных заболеваний является одной из актуальных медицинских проблем [1, 2, 3]. Наиболее остро проблема заболеваемости лихорадкой Западного Нила (ЛЗН) обозначилась в последние десятилетия в южных регионах РФ [1, 4, 5] с появлением многочисленных случаев ЛЗН, начиная с вспышки 1999 года в Волгоградской и Астраханской областях, а также в южных странах Европы и Западном полушарии, что резко актуализировало проблему [6].
В Волгоградской области природно-климатические условия очень благоприятны для репродукции арбовирусов и формирования их природных очагов. Это связано с обилием водоемов, разнообразием видового состава млекопитающих, большим количеством трансконтинентальных путей миграции птиц, высокой плотностью популяции комаров и клещей [7].
Примерно в 24% случаев заболевание протекает без поражения ЦНС под маской острого лихорадочного состояния с общим интоксикационным синдромом и/или респираторной вирусной инфекции, однако у пациентов с синдромами иммунного дефицита, при иммуносупрессорной терапии после трансплантации органов (легких, печени, почек) отмечена манифестация заболевания с высокой летальностью [8, 9].
Моделирование лихорадки Западного Нила (ЛЗН) производилось в лаборатории арбовирусных инфекций (зав. лаб. проф. А.М. Бутенко) ГУ НИИ вирусологии РАМН им. Д.И. Ивановского (директор, академик РАМН Д.К. Львов). В работе использовали белых мышей-самцов массой 10±2 г в возрасте 30 суток, которые были заражены вирусом Западного Нила (ЗН), астраханский штамм (Астр 901), подкожно в разведении 10-2 0,3 мл (10 животных). Заболевших животных с клинической симптоматикой ЛЗН забивали на 7 сутки (период разгара, 10 животных) и 14 сутки (период реконвалесценции, 10 животных) под эфирным наркозом в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных». Контролем служили ложноинфицированные мыши-самцы (10 животных), которым подкожно вводили 0,3 мл 0,9% раствора хлорида натрия.
Ткань легкого фиксировали в 10% нейтральном формалине, с дальнейшим обезвоживанием в батарее спиртов и изготовлением парафиновых блоков. Срезы толщиной 5-7 мкм. Производили окрашивание срезов гематоксилином и эозином. Фиксацию кусочков легкого для электронно-микроскопического исследования размером до 1 мм3 проводили в течение 12 часов в 4 % растворе параформа на 0,1М какодилатном буфере с последующей постфиксацией в течение 2 часов в 1 % растворе тетраокиси осмия на 0,1М какодилатном буфере (рН = 7,4) при температуре +4оС. После промывки в нескольких порциях раствора какодилатного буфера материал подвергали дегидратации в спиртах возрастающей концентрации и заливали в смесь эпона и аралдита. Ультратонкие срезы толщиной 50-90 нм получали на ультрамикротоме LKB-8800 и монтировали на медные сетки. После контрастирования в 2,5%-м растворе уранилацетата на 50о этаноле в течение 40 минут и 0,3%-м растворе цитрата свинца в течение 20 минут срезы изучались в электронном микроскопе Tesla BS-500 при ускоряющем напряжении 60 кВ. Фотодокументирование производили с использованием фотопластинок «Для ядерных исследований». Электронные микрофотограммы изготавливали на фотографической черно-белой бумаге «Унибром 160 БП».
При электронно-микроскопическом исследовании легких отмечается резкое увеличение толщины межальвеолярных перегородок за счет набухания респираторных эпителиоцитов и полнокровия капилляров (рис.1). В цитоплазме респираторных эпителиоцитов выявляются многочисленные везикулы диаметром менее 0,3 мкм с содержимым низкой электронной плоскости. Митохондрии имеют овальную форму со слабовыраженными признаками отека. В ряде случаев наблюдается выпячивание цитоплазматических отростков респираторных эпителиоцитов в просвет альвеол. Отмечается наличие большого количества эндосом, сконцентрированных в люминальной части цитоплазмы.
Большие эпителиоциты характеризуются кубической формой наличием округлого ядра с умеренным содержанием гетерохроматина и большого количества пластинчатых телец в электронноплотной цитоплазме (рис.1). Обнаруживается дегрануляция пластинчатых телец отдельных клеток в просвет альвеол. Часть осмиофильного материала в пластинчатых тельцах отличается повышенной электронной плотностью, их ламеллы подвергаются разволокнению и гомогенизации. В цитоплазме наблюдается образование единичных вакуолей с содержимым низкой электронной плотности. Отмечается наличие крупных митохондрий с признаками отёка и очаговым лизисом крист. Часть микроворсинок, располагающихся на люминальной поверхности, фрагментирована.
В межальвеолярных перегородках и в просветах альвеол выявляются альвеолярные макрофаги. В их цитоплазме обнаруживается большое число фагосом и остаточных телец. Наблюдается расширение цистерн эндоплазматического ретикулума.
В некоторых участках межальвеолярных перегородок обнаруживается близкое расположение альвеолярных макрофагов и поврежденных эндотелиоцитов. В области контакта отмечается очаговая деструкция базальной мембраны, резко выраженный отек цитоплазмы эндотелиоцитов со смещением органелл в периферические и центральные отделы клетки с образованием кластеров. В отдельных эндотелиоцитах в области контакта обнаруживается повреждение плазматической мембраны. Подобные изменения, в виде выраженного отека в цитоплазме, сопровождающихся смещением органелл, очагового повреждения плазматической мембраны и органелл, обнаруживаются и в прилежащих к макрофагам респираторных эпителиоцитах.
Рис. 1. Ультраструктура межальвеолярной перегородки, легкое мыши, инфицированной ВЗН с клинической симптоматикой ЛЗН (7 сутки заболевания). Набухание респираторных эпителиоцитов, полнокровия капилляров, единичные вакуоли в цитоплазме альвеолоцита II типа. Электронная микрофотограмма. Ув. х 10000.
В эндотелии капилляров межальвеолярных перегородок у животных с клиникой лихорадки Западного Нила обнаруживается увеличение количества выпячиваний складок люминальной поверхности. Толщина цитоплазмы эндотелиальных клеток значительно варьирует с участками утолщения и истончения. В цитоплазме выявляются многочисленные пиноцитозные пузырьки. В отдельных эндотелиоцитах отмечаются признаки выраженного отёка цитоплазмы с образованием больших вакуолей с содержимым низкой электронной плотности. Митохондрии клеток выглядят набухшими, округлыми. Обнаруживается очаговый лизис крист митохондрий. Ядра отдельных эндотелиальных клеток приобретают неровные контуры. Обнаруживаются небольшие участки инвагинаций ядерной оболочки. Структура хроматина незначительно отличается от контроля и характеризуется наличием гетерохроматина в периферических отделах ядра в виде крупных глыбок, прилежащих к внутренней ядерной мембране. Обнаруживаются также небольшие участки свободного гетерохроматина, расположенного в виде островков в центральной части ядра. Ядрышко, как правило, не визуализируется. Базальная мембрана местами разрыхлена и фрагментирована. Имеются очаги отека по обеим сторонам кнаружи от базальной мембраны
Таким образом, при экспериментальном воспроизведении ЛЗН, в период развернутых клинических проявлений менингоэнцефалита, в легких мышей обнаружены наиболее выраженные ультраструктурные изменения в респираторных эпителиоцитах и эндотелии капилляров межальвеолярных перегородок, что, по-видимому, способствует повреждению аэро-гематического барьера.
ЛИТЕРАТУРА
Бутенко А.М. Арбвирусы и арбовирусные инфекции: основные события и открытия последних лет // Материалы расширенного пленума проблемной комиссии «Арбовирусы» и научно-практической конференции «Арбовирусы и арбовирусные инфекции» - Москва, – 2007. – С. 6-14.
Львов Д.К., Савченко С.Т., Алексеев В.В., Липницкий А.В., Пашанина Т.П. Эпидемиологическая ситуация и прогноз заболеваемости лихорадкой Западного Нила на территории Российской Федерации // Проблемы особо опасных инфекций.- 2008, вып. 95.-С.10-12.
Tolle M.A. Mosquito-borne diseases // Curr. Probl. Pediatr. Adolesc. Health Care.- 2009.- Vol.39(4).-P.97-140.
Львов Д.К., Писарев В.Б., Петров В.А. Григорьева Н.В. Лихорадка Западного Нила: по материалам вспышек в Волгоградской области в 1999-2002 гг./ - Волгоград, 2004.-104с.
Писарев В.Б., Бутенко А.М., Григорьева Н.В., Петров В.А., Смирнов А.В., Шмидт М.В. Морфологические изменения некоторых органов при лихорадке западного Нила (клинико-экспериментальное исследование) // Материалы расширенного пленума проблемной комиссии «Арбовирусы» и научно-практической конференции «Арбовирусы и арбовирусные инфекции», Астрахань, 17-20 октября 2006.- Москва, 2007.- С. 221-225.
DeGroote J.P., Sugumaran R., Brend S.M., Tucker B.J., Bartholomay L.C. Landscape, demographic, entomological, and climatic associations with human disease incidence of West Nile virus in the state of Iowa, USA // Int. J. Health. Geogr.- 2008.- №.1.-Р.7-19.
Лобанов А.Н., Савченко С.Т., Русакова Н.В., Лазоренко В.В., Ерофеев А.Ю. Эпидемиологические аспекты циркуляции некоторых арбовирусов на территории Волгоградской области // Материалы расширенного пленума проблемной комиссии «Арбовирусы» и научно-практической конференции «Арбовирусы и арбовирусные инфекции» - Москва, – 2007. – С. 158-161.
Cushing M.M., Brat D.J., Mosunjac M.I., Hennigar R.A., Jernigan D.B., Lanciotti R., Petersen L.R., Goldsmith C., Rollin P.E., Shieh W.J., Guarner J., Zaki S.R. Fatal West Nile virus encephalitis in a renal transplant recipient. //Am. J. Clin. Pathol. - 2004. - 121(1). - P. 26-31.
Costa A.N., Grossi P., Porta E., Venettoni S., Fehily D. Measures taken to reduce the risk of West Nile virus transmission by transplantation in Italy. // J. Vet. Diagn. Invest. - 2008. -Vol. 15(4).-P. 324-329.
|
