Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,737

ОСОБЕННОСТИ ГИСТОАРХИТЕКТОНИКИ СЛИЗИСТОЙ ОБОЛОЧКИ ПИЩЕВОДА У ПАЦИЕНТОВ С ГАСТРОЭЗОФАГЕАЛЬНОЙ РЕФЛЮКСНОЙ БОЛЕЗНЬЮ

Ткачев А.В. 1 Тарасова Г.Н. 1 Смирнова Е.А. 1 Синельник Е.А. 1
1 ФГБОУ ВО «Ростовский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской федерации
Актуальность изучения проблемы гастроэзофагеальной рефлюксной болезни обусловлена ее высокой распространённостью, рефрактерностью течения на фоне стандартной терапии и высокими рисками осложненного течения с развитием пищевода Барретта. Одним из известных пусковых факторов заболевания является изменение функционального состояния слизистой оболочки пищевода, регулируемого с помощью молекул межклеточной адгезии и межклеточных контактов. Анализ литературы позволяет сделать выводы о том, что изменение соотношения и морфологии белков межклеточных контактов коррелирует с увеличением тяжести гастроэзофагеальной рефлюксной болезни. На сегодняшний день наиболее изученными из них являются окклюдины 1, 2, 3, 4, E-кадгерин, семейство клаудинов (1, 2), ß-катепсин, реже - EpСАМ, CD44, v4, v5, v6, но полученные данные остаются противоречивыми и требуют уточнения. В работе проведен анализ взаимосвязи экспрессии молекулы Е-кадгерина при различных формах гастроэзофагеальной рефлюксной болезни и пищеводе Барретта с характеристиками рефлюктата. Установлено, что снижение экспрессии Е-кадгерина зарегистрировано в многослойном плоском и метаплазированном эпителии у больных с гастроэзофагеальной рефлюксной болезнью и пищеводом Барретта, ассоциированных с преимущественно щелочным рефлюксом, что свидетельствует о нарушении межклеточных взаимодействий в слизистой оболочке пищевода.
гастроэзофагеальная рефлюксная болезнь
пищевод барретта
слизистая оболочка
белки межклеточных контактов
е-кадгерин.
1. El-Serag H.B. Update on the epidemiology of gastroesophageal reflux disease: a systematic review / H.B. El-Serag, S. Sweet, C.C. Winchester, J. Dent // Gut. – 2014. – Vol. 63, № 6. – P. 871-878.
2. Бордин Д.С. Алгоритм ведения больных гастроэзофагеальной рефлюксной болезнью // Человек и лекарство. – 2011. – Т. 2. – С. 326–338.
3. Jurgen S. The role of bile acids in the neoplastic progression of Barrett's esophagus - a short representative overview / S. Jurgens, F. Meyer, S.J. Spechler [et al.] // Z. Gastroenterol. – 2012. – Vol. 50, N 9. – P. 1028-1034.
4. Kgomo M. Non-acid gastro-oesophageal reflux is associated with squamous cell carcinoma of the oesophagus / M. Kgomo, T.R. Mokoena, A.J. Ker // BMJ Open Gastroenterol. – 2017. – Vol. 4, № 1. – P. 000180.
5. Monkemuller K. Role of tight junction proteins in gastroesophageal reflux disease / K. Monkemuller, T. Wex [et al.] // Gastroenterol. – 2012. – Vol. 12, № 128. – P. 1-12.
6. Kandulski A. Histomorphological differentiation of non- erosive reflux disease and functional heartburn in patients with PPI-refractory heartburn / A. Kandulski, D. Jechorek C. Caro [et al.] // Aliment. Pharmacol. Ther. – 2013. – Vol. 38. – P. 643–651.
7. Кайбышева В.О. Морфофункциональные изменения в пищеводе при ГЭРБ в зависимости от характера рефлюктата / В.О. Кайбышева, А.С. Трухманов, О.А. Сторонова [и др.] // Клинические перспективы гастроэнтерологии, гепатологии. – 2014. – № 5. – С. 28-36.
8. Souza R.F. From Reflux Esophagitis to Esophageal Adenocarcinoma // Dig Dis. – 2016. – Vol. 34, № 5. – P. 483-490.
9. Amaral J.D. Bile acids: regulation of apoptosis by ursodeoxycholic acid / J.D. Amaral, R.J. Viana, R.M. Ramalho [et al.] // J. Lipid. Res. - 2009. – Vol. 50, № 9. – P. 1721–1734.
10. Björkman E.V. Esophageal barrier function and tight junction expression in healthy subjects and patients with gastroesophageal reflux disease: functionality of esophageal mucosa exposed to bile salt and trypsin in vitro / E.V. Björkman, A. Edebo, M. Oltean [et al.] // Scand. J. Gastroenterol. – 2013. – Vol. 48, N 10. – P. 1118-1126.
11. Pardon N. Effect of the perfusion of acidic and weakly acidic solutions on mucosal integrity and expression of cell-to-cell adhesion proteins in humans / N. Pardon, H. Vanheel, J. Toth // Neuro gastroenterol. Motil. – 2014. – Vol. 26. – P. 36-37.
12. Oshima T. Acid modulates the squamous epithelial barrier function by modulating the localization of claudins in the superficial layers / T. Oshima, J. Koseki, X. Chen [et al.] // Lab. Invest. – 2012. – Vol. 92. – P. 22–31.
13. Ивашкин В.Т. Гастроэзофагеальная рефлюксная болезнь. Клинические рекомендации / В.Т. Ивашкин, И.В. Маев, А.С. Трухманов [и др.] // Российский журнал гастроэнтерологии гепатологии, колопроктологии. – 2017. – Т. 27, № 4. – С. 75-95.
14. Swami S. E-cadherin expression in gastroesophageal reflux disease, Barrett's esophagus, and esophageal adenocarcinoma: an immunohistochemical and immunoblot study / S. Swami, S. Kumble, G. Triadafilopoulos // Am J. Gastroenterol. – 1995. – Vol. 90. – 1808–1813.
15. Jovov B. Role of E-cadherin in the pathogenesis of gastroesophageal reflux disease / B. Jovov, J. Que., N.A. Tobey [et al.] // Am. J. Gastroenterol. – 2011. – Vol. 106. – P. 1039–1047.

Несмотря на несомненные успехи в лечении и контроле ряда кислотозависимых заболеваний, проблема гастроэзофагеальной рефлюксной болезни (ГЭРБ) сохраняет актуальность ввиду высокой распространённости, рефрактерности течения на фоне стандартной терапии и высоких рисков осложненного течения с развитием факультативного предракового состояния - пищевода Барретта (ПБ) [1; 2]. Среди известных пусковых факторов заболевания [3] особый интерес представляют изменения функционального состояния слизистой оболочки (СО) пищевода под воздействием рефлюктата разного характера [4]. Кроме этого, установлено, что проницаемость эпителиального барьера регулируется с помощью молекул межклеточной адгезии и межклеточных контактов [5], которые могут выступать биомаркерами ГЭРБ даже при эндоскопически неизмененной СО пищевода [6]. Однако при его нарушении и повреждении субэпителиального пространства развивается каскад реактивных воспалительных, пролиферативных, регенераторных, а часто и дисрегенераторных процессов, что определяет развитие и тяжесть ГЭРБ [5]. При оценке влияния рефлюктата различной кислотности на морфологическую картину СО пищевода, по данным эндоскопического исследования и 24 часовой pH-импедансометрии, была выявлена прямая зависимость между продолжительностью ацидификации пищевода и выраженностью воспалительных изменений [7]. Так, у пациентов с преимущественно кислым характером рефлюктата частота эрозивно-язвенных изменений СО выше, чем у пациентов со смешанным и щелочным рефлюктатом, у которых имеются высокие риски метаплазии эпителия [8], что объясняется его воздействием на процессы апоптоза и клеточной дифференцировки [9]. Таким образом, под воздействием агрессивного характера рефлюктата происходит ослабевание межклеточных соединений с дальнейшим повреждением эпителия и подлежащих тканей, при этом кислотный «ожог» вызывает гибель клеток и лейкоцитарную инфильтрацию, а некроз, в свою очередь, запускает процессы регенерации, пролиферации базальных клеток и папиллярную гиперплазию базальных кератиноцитов [9].

Анализ литературы позволяет сделать выводы о том, что изменение соотношения и морфологии белков межклеточных контактов коррелирует с увеличением тяжести ГЭРБ [10]. На сегодняшний день наиболее изученными из них являются окклюдины 1, 2, 3, 4, E-кадгерин, семейство клаудинов (1,2), ß-катепсин, реже - EpСАМ, CD44, v4, v5, v6, но полученные данные остаются противоречивыми и требуют уточнения. Так, Pardon N. еt al. (2014), оценивая влияние кислого рефлюктата на функциональную целостность эпителиального барьера и экспрессию белков семейства клаудинов (1, 2, 4), оксида азота-1, филлаггина и оклюдина, не зарегистрировали статистически значимых изменений изучаемых показателей, что, возможно, обусловлено преимущественной локализацией данных белков в зоне кардиоэзофагеального перехода и их «перераспределением» в ответ на воздействие компонентов гастроэзофагеального рефлюктата [11]. К аналогичным выводам ранее пришли Oshima Т. еt al. (2012) - воздействие кислоты на СО пищевода вызывает «делокализацию» клаудин-4 в поверхностном слое пищеводного эпителия [12]. В исследовании Björkman E.V. (2013) была рассмотрена роль щелочного рефлюкса в функциональной состоятельности эпителиального барьера и белков межклеточных контактов эпителия [10]. Установлено, что желчные кислоты и низкие концентрации трипсина увеличивают экспрессию клаудина-1, в то время как высокие - снижают экспрессию Е-кадгерина, клаудина-3 и -4, что позволило авторам сделать выводы, что щелочной рефлюктат повреждает эпителиальный барьер пищевода путем модуляции белков межклеточных контактов [10].

На сегодняшний день среди факторов, приводящих к прогрессированию ГЭРБ, значимым является длительный анамнез заболевания, так как именно продолжительное воздействие рефлюктата приводит к дифференцировке стволовых клеток базальных отделов эпителия в клетки, устойчивого в отношении повреждения, цилиндрического эпителия [13]. Однако о роли молекулярных механизмов межклеточной адгезии в этом процессе известно мало [10]. Так, по данным Swami S. (1995), у пациентов с верифицированным ПБ отмечается снижение мембранной экспрессии молекул межклеточной адгезии, а у пациентов с диспластическими изменениями СО уровень их экспрессии аналогичен таковому при ПБ, однако была зарегистрирована частичная деструкция комплекса Е-кадгерин-катенин, ответственного за целостность цитоскелета, что характеризует грубые нарушения гистоархитектоники эпителия в данной группе больных [14].

Известно, что E-кадгерин (cadherin) - одна из центральных молекул клеточной адгезии в эпителиальных тканях, локализованная на мембране и участвующая в образовании адгезионных контактов, являющихся характерной особенностью этих тканей. Установлено, что в тканях взрослого человека E-кадгерин участвует в формировании эпителиального пласта [10]. При этом две молекулы E-кадгерина, прилегающих к друг другу клеток, соединяются посредством внеклеточного домена, функционирующего исключительно в присутствии ионов Са2+, образуя между ними адгезионные контакты. В немногочисленных экспериментальных исследованиях была показана роль E-кадгерина в обеспечении клеточной пролиферации и дифференцировки [10]. Имеющиеся в настоящее время данные свидетельствуют о том, что функции, связанные с E-кадгерином и β-катенином, играют двойственную роль: с одной стороны, участвуют в формировании межклеточных контактов, а с другой - выступают регуляторами сигнальных путей. По данным ряда авторов [14], изменения экспрессии Е-кадгерина при ГЭРБ, особенно при ее осложненном течении, позволяют рассматривать эту молекулу в качестве раннего маркера прогрессирования заболевания. Так, в исследовании Jovov B. еt al. (2011) установлено, что проницаемость эпителиального барьера зависит от структурной целостности E-кадгерина, расщепление которого, вероятно, является пусковым фактором в патогенезе ГЭРБ. Авторы предположили, что идентификация расщепленных фрагментов молекулы E-кадгерина может быть ценным биомаркером ГЭРБ [15]. Кроме этого, Roy C. Orlando et al. в 2011 г. зарегистрировали патент «E-кадгерин как биомаркер ГЭРБ», показав прямую связь между изменением концентрации концевых N-фрагментов указанного белка в сыворотке крови и тяжестью ГЭРБ. Таким образом, представляется целесообразным рассмотреть эти аспекты более подробно.

Цель: изучить экспрессию отдельных компонентов межклеточных соединений при различных формах ГЭРБ и ПБ.

Настоящее исследование выполнено в период с 2016 по 2017 г. на базе консультативно-диагностической поликлиники и гастроэнтерологического отделения клиники ФГБОУ ВО «РостГМУ». На I этапе проводилось комплексное клиническое обследование по стандартному протоколу для пациентов с ГЭРБ [13]. Диагноз верифицирован с использованием клинико-анамнестических данных, инструментальных методов обследования, включающих: видеоэзофагогастродуоденоскопию с детальным осмотром дистального отдела пищевода в режиме NBI с биопсией и морфологическим исследованием эзофагобиоптатов; 24-часовую внутрипищеводную pH-импедансометрию. Критериями включения пациентов в исследование являлись: амбулаторные и стационарные больные с диагнозом ГЭРБ и ПБ в возрасте от 18 до 55 лет, ограничение приема антисекреторных препаратов в течение 1 мес. Ранжирование больных проводилось в зависимости от результатов 24-часовой внутрипищеводной pH-импедансометрии, демонстрирующих особенности преобладающего характера рефлюктата. Сформированы две исследовательские когорты больных: 1-я группа – 22 пациента (13 женщин и 9 мужчин, средний возраст 44,1±15,3 года) с кислым и слабокислым характером рефлюктата, 2-я группа – 12 больных (4 женщины, 8 мужчин, средний возраст 48,7±12,1 года) с преимущественно щелочным и слабощелочным рефлюксом. В 1-й группе преобладали пациенты с градацией эрозивного эзофагита (ЭЭ) А и В, во 2-й - больные с ЭЭ градации С, D и ПБ (Лос-Анджелесская классификация рефлюкс-эзофагита, 1994) (табл. 1). Группу сравнения составили 20 здоровых добровольцев.

Таблица 1

Распределение пациентов с ГЭРБ в зависимости от градации рефлюкс-эзофагита и характера рефлюктата

Группы наблюдения

Характер рефлюктата

Градации рефлюкс-эзофагита

А, В

С, D

ПБ

1

n=22

преимущественно кислый

10 (45,5%)

7 (31,8%)

5 (22,7%)

2

n=12

преимущественно щелочной, слабощелочной

2 (17%)

4 (33%)

6 (50%)

 

На II этапе осуществлялось иммуногистохимическое исследование эзофагобиоптатов по стандартной методике с трептавидин-биотиновым методом с использованием моноклональных мышиных антител к Е-кадгерину (Dako, США). Демаскировку антигена проводили в цитратном буфере с рН 6,0. Ядра клеток докрашивали гематоксилином Майера в течение 15–60 с. Количественный анализ экспрессии Е-кадгерина измерялся условными единицами оптической плотности (УЕОП), где низкий уровень экспрессии соответствовал 21-50 УЕОП, умеренный - 51-100 УЕОП, выраженный - более 100УЕОП. У пациентов с ЭЭ экспрессия Е-кадгерина изучалась в аналогичных зонах в краях и в СО вне эрозивно-язвенных дефектов. У пациентов с верифицированным ПБ экспрессия Е-кадгерина оценивалась в вышеуказанных зонах, а также в участках метаплазии эпителия пищевода по кишечному типу с использованием инвертированного микроскопа Leica DMD 108. Статистическая обработка данных осуществлялась с помощью программы Statistiсa 10.0 for Windows (StatSoft, USA).

Результаты

Анализ выраженности и активности воспаления СО пищевода не выявил статистически значимых различий между I и II группой пациентов. Так, в I группе у 12 (54,5%) больных регистрировалось умеренное воспаление слабой активности, у 6 (27,3%) – отмечалось резко выраженное активное воспаление (рисунок) и у 4 (18,2%) – неактивное воспаление. У всех обследуемых II группы также отмечено наличие различной степени выраженности и активности воспаления СО пищевода: у 4 (33%) пациентов – активное и резко выраженное, у 2 (17%) – умеренно выраженное слабой активности. Также следует отдельно выделить 6 (50%) пациентов, у которых диагностирован ПБ (р= 0,45) (табл. 3 А-Г).

4347-52 17x10 2

Больной С. Рефлюкс кислотного желудочного содержимого. Окраска гематоксилином-эозином. В слизистой оболочке пептическая язва, воспаление выраженной активности

Экспрессия Е-кадгерина в группе здоровых добровольцев регистрировалась на мембране многослойного плоского эпителия, покровного цилиндрического эпителия в зоне кардиоэзофагеального перехода (КЭП), а также в кардиальных железах пищевода и составила: 140,53 ± 10,6 УЕОП; 128,97 ± 9,35 УЕОП; и 121,55± 6,98 УЕОП соответственно, что было принято за диапазон релевантных значений нормальных величин.

При ЭЭ изменение экспрессии Е-кадгерина было зарегистрировано во всех изучаемых образцах вне зон эрозивно-язвенных дефектов: в многослойном плоском эпителии пищевода, покровном цилиндрическом эпителии в зоне КЭП, в кардиальных железах (табл. 2).

Таблица 2

Уровень экспрессии Е-кадгерина у больных с эрозивным эзофагитом в зависимости от характера рефлюктата

Субстрат исследования

Экспрессия Е-кадгерина

(УЕОП)

р<0,05

 

Группы наблюдения

I

II

Многослойный плоский эпителий

115,3±35,2

72,76±26,9*

0,019

Покровный цилиндрический эпителий КЭП

89,51±27,64*

44,14±15,90*

0,005

Кардиальные железы

34,18±6,7

28,65

-

* - статистическое различие между показателями у здоровых волонтеров.

В целом по I исследовательской группе зарегистрировано снижение экспрессии Е-кадгерина в многослойном плоском эпителии, в интервале от 96,4+9,23 УЕОП до 127,4+11,6 УЕОП, составившее в среднем по группе 115,3±35,2 УЕОП (табл. 3А). Во II группе наблюдения, при щелочном характере рефлюктата, регистрировались аналогичные статистически значимые изменения экспрессии Е-кадгерина. Так, в среднем по группе зарегистрировано 2-кратное снижение экспрессии изучаемого белка, составившее 72,76±26,88 УЕОП (р=0,019).

Изменения экспрессии Е-кадгерина в покровном цилиндрическом эпителии КЭП имели аналогичную направленность (табл. 3Б). Так, в I и II исследовательских группах констатировано статистически значимое снижение средних значений экспрессии Е-кадгерина, составившее: 89,51±27,64 УЕОП и 44,14±15,90 УЕОП соответственно, что в 1,5 и 2,9 раза было ниже, чем в группе здоровых волонтеров (р=0,005).

В кардиальных железах пищевода в обеих исследовательских группах зарегистрирована минимальная мембранная экспрессия Е-кадгерина, составившая в среднем по группам 34,18±6,70 УЕОП и 28,65 УЕОП соответственно.

Таблица 3

Иммуногистохимическое исследование с антителами к Е-кадгерину. Сравнение экспрессии Е-кадгерина в I и II группах

I ГРУППА Рефлюкс кислоты.

merzoevx10 cad

А.

Больной М. Сниженная мембранная экспрессия Е-кадгерина. Увеличение х100

Б.

Больной А. Резко выраженная экспрессия Е-кадгерина в покровном цилиндрическом эпителии КЭП в одном из краев язвенного дефекта и отсутствие экспрессии в зоне язвы. Увеличение х100

II ГРУППА Рефлюкс желчи.

reunov x 20 cad4

В.

Больной Р. Рефлюкс желудочного содержимого, содержащего щелочь. Одиночные фокусы кишечной метаплазии (+). Сниженная мембранная экспрессия Е-кадгерина. Увеличение х200

Г.

Больной К. Рефлюкс желудочного содержимого, содержащего желчь. Отсутствующая мембранная экспрессия Е-кадгерина в зонах кишечной метаплазии и в многослойном плоском эпителии. Увеличение х200

Сравнение экспрессии Е-кадгерина у пациентов с ПБ также проведено в многослойном плоском, покровном цилиндрическом эпителии КЭП, а также в зонах кишечной метаплазии (табл. 4).

Таблица 4

Уровень экспрессии Е-кадгерина у больных с ПБ в зависимости от характера рефлюктата

Субстрат исследования

Экспрессия Е-кадгерина

(УЕОП)

р<0,05

 

ПБ

I

II

Многослойный плоский эпителий

69,1±5,5

38,5±5,0*

0,02

Покровный цилиндрический эпителий КЭП

49,2 ±9,2

36,4±12,5*

0,17

Метаплазия по кишечному типу

59,9±14,5

28,6±2,7*

0,008

* - статистическое различие между показателями у больных с эрозивным эзофагитом.

У пациентов I группы в многослойном плоском эпителии регистрировалось 1,5-кратное снижение экспрессии Е-кадгерина, составившее в среднем по группе 69,11±5,52 УЕОП, в то время как во II группе, при щелочном характере рефлюктата, отмечалось 3-кратное снижение экспрессии изучаемого белка, составившее в среднем по группе 38,52±5,01 УEОП (р=0,019). Более значимое снижение экспрессии Е-кадгерина было констатировано при иммуногистохимическом исследовании покровного цилиндрического эпителия КЭП и в зонах метаплазии по кишечного типу. Так, в группе больных с преимущественно кислым характером рефлюктата средние значения экспрессии Е-кадгерина находились на уровне: 49,2±9,21 УЕОП и 59,98±14,50 УЕОП соответственно. Максимальное снижение экспрессии изучаемого показателя было зарегистрировано у больных с щелочным характером рефлюктата, составившее в среднем по группе 36,38±12,5 УЕОП, что в 2,5 раза было ниже, чем в группе с кислым рефлюксом, и в 3,5 раза ниже, чем у здоровых волонтеров (р=0,17). Аналогичное снижение экспрессии Е-кадгерина зарегистрировано в зонах кишечной метаплазии. Так, в I группе зарегистрировано более чем 2-кратное снижение экспрессии Е-кадгерина, составившее в среднем по группе 59,98±14,50 УЕОП (табл. 3В). В группе больных ЭЭ, ассоциированным с щелочным характером рефлюктата, зарегистрирован минимальный уровень мембранной экспрессии Е-кадгерина, составивший в среднем по группе 28,59±2,66УEОП (р=0,008) (табл. 3Г).

Выводы

1. Эрозивный эзофагит высоких градаций сопровождается значимым снижением экспрессии Е-кадгерина в эпителии пищевода.

2. Резкое снижение экспрессии Е-кадгерина зарегистрировано в многослойном плоском и метаплазированном эпителии у больных с ГЭРБ и ПБ, ассоциированных с преимущественно щелочным рефлюксом.


Библиографическая ссылка

Ткачев А.В., Тарасова Г.Н., Смирнова Е.А., Синельник Е.А. ОСОБЕННОСТИ ГИСТОАРХИТЕКТОНИКИ СЛИЗИСТОЙ ОБОЛОЧКИ ПИЩЕВОДА У ПАЦИЕНТОВ С ГАСТРОЭЗОФАГЕАЛЬНОЙ РЕФЛЮКСНОЙ БОЛЕЗНЬЮ // Современные проблемы науки и образования. – 2018. – № 2.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=27461 (дата обращения: 19.02.2019).


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252