MORPHOLOGICAL ANALYSIS OF POPULATIONS MAST CELLS IN THE STROMA IN PATIENTS WITH FIBROCYSTIC DISEASE AND BREAST CANCER

Full Text

Актуальность. Исследования тучных клеток при гиперпластических процессах касаются в основном опухолей различного гистогенеза, чаще злокачественных. Большое количество покоящихся и дегранулирующих тучных клеток встречается в строме раков молочной железы, легких, яичников. Тучные клетки могут локализоваться как в соединительной ткани, окружающей опухоль, так и в строме самой опухоли. Они мигрируют в места опухолевого роста, а также в регионарные лимфатические узлы в ответ на появление хемоаттрактантов. При раке молочной железы в опухолевой ткани было обнаружено больше гистамина - основного биогенного амина тучных клеток - по сравнению с окружающей неизмененной тканью. Концентрация туч-ноклеточной триптазы в сыворотке крови у пациенток с раком молочной железы в 3 раза выше, чем у здоровых женщин, поэтому определение биологически активных веществ, выделяемых тучными клетками, в некоторых случаях используется в диагностических целях. В гранулах тучных клеток заключено большое количество субстанций (триптаза, химаза, гистамин, интерлейкин-8, сосудистый эндотелиальный фактор роста (VEGF), тромбоцитарный фактор роста (PDGF) и др.), которые могут влиять на опухолевый рост различными путями, например через метаболиты циклооксигеназы, гепараназы и др. В литературе нет однозначного мнения о том, как тучные клетки влияют на прогрессию опухолей. Существуют две гипотезы. Согласно первой, эти клетки стимулируют канцерогенез благодаря секреции протеаз, ангиогенных и ростовых факторов. На крысах было показано, что тучные клетки могут нарушать стромально-эпителиальные взаимодействия в аденокарциномах молочной железы. В соответствии со второй гипотезой тучные клетки, напротив, оказывают туморсупрессорный эффект. Биологические эффекты тучных клеток определяются спектром секретируемых ими веществ. Конечный результат влияния на рост опухоли, безусловно, связан с целым комплексом взаимодействий между веществами, содержащимися в тучных клетках, и окружающими клетками стромы - эндотелиоцитами, фибробластами. Интерес к выяснению роли тучных клеток (ТК) в опухолевом процессе возникал еще в начале прошлого столетия, когда P. Erlich обратил внимание на то, что опухоль молочной железы у мышей была интенсивно инфильтрирована данными клетками. В последующем было показано, что инфильтрация ТК характерна для многих опухолей: меланомы кожи, карциномы легкого, рака яичников и др. Тем не менее значение инфильтрации опухоли ТК вот уже более 100 лет остается предметом дискуссий. Тучные клетки - это мультифункциональные гранулярные клетки, обнаруженные во всех органах. Многочисленные гранулы, заполняющие их цитоплазму, содержат широкий спектр полифунциональных медиаторов, таких как цитокины, хемокины, монокины, интерлейкины, протеазы и др. Традиционно ТК общепризнанны как ключевые клетки аллергической реакции І типа и воспаления. Несмотря на внушительный прогресс, сделанный в этом направлении, существуют нерешенные вопросы в механизмах функционирования и регуляции этими клетками тканевого гомеостаза. Тучные клетки тесно взаимосвязаны с опухолевым неоангиогенезом. Данные клеточные элементы могут воздействовать на ангиогенез различными путями:через факторы VEGF, TGF-β, TNF-α, IL-1, IL-6, IL-8;нейтральные протеазы (химаза, триптаза); гепарин; матричные металлопротеиназы (МПП); гистамин; факторы хемотаксиса, взаимодействующие с моноцитами/макрофагами и лимфоцитами, которые способны к модулирующим воздействиям на сосуды; активацию тромбоцитов, которые содержат ангиогенные факторы. Тучные клетки - гетерогенная клеточная популяция, что также проявляется в их способности экспрессировать химазу или триптазу. Химаза обладает свойствами химотрипсина, а триптаза обладает свойствами, подобными трипсину. Химаза и триптаза не только сами обладают свойством воздействовать на межклеточное вещество, но они также способны избирательно активировать МПП, выделяемые другими клетками в неактивной форме. Оба фермента способны ремоделировать ЭцМ: химаза - через активацию МПП 9 и 2 и желатиназы А и В, а триптаза через активацию МПП. Количество ТК и их фенотип в опухоли взаимосвязаны со степенью злокачественности опухоли. Так, обнаружено, что при раке желудка степень ангиогенеза возрастала параллельно со степенью злокачественности опухоли и была наиболее высока при ІV степени злокачественности. Параллельно возрастала плотность триптаза- и химаза положительных ТК, причем плотность химаза-положительных ТК более сильно коррелировала с ангиогенезом. Актуальным является исследование ТК при предраковых заболеваниях. В частности, было показано, что число ТК возрастало при дисплазиях шейки матки и карциноме in situ и коррелировало с числом кровеносных и лимфатических сосудов. Исследование морфологии, биохимии и патофизиологии ТК при опухолевом росте также может быть использовано при разработке новых подходов к лечению злокачественных новообразований, в частности воздействием на опухолевый ангиогенез. Поэтому дальнейшее исследование ТК при злокачественных новообразованиях является актуальным и перспективным. Цель исследования: изучить морфологические и ультраструктурные особенностей ТК молочной железы у женщин при различных патологических состояниях и при РМЖ. Задачи исследования: 1. Исследовать количественное представительство, функциональную активность ТК и соотношение с другими клетками МЖ у женщин в норме, при фиброзно-кистозной болезни, фиброзно-кистозной болезни с фиброаденомой и при фиброаденоме. 2. Исследовать количественное представительство, функциональную активность ТК и соотношение с другими клетками МЖ у женщин при пролиферативной мастопатии, и фиброзно-кистозной мастопатии с атипической гиперплазией. 3. Исследовать количественное представительство, функциональную активность ТК и соотношение с другими клетками МЖ у женщин при РМЖ Материалы и методы Материалом для данного исследования послужили биптаты опухолей молочной железы, полученные во время операций у 158 больных в возрасте от 26 до 82 лет. Предоперационный диагноз у 73 больных звучал как фиброзно-кистозная болезнь, у 46 - фиброаденома, у 23 - инфильтрирующий протоковый рак и у 16 пациенток диффузный фиброаденоматоз. Размеры опухолей колебались от 1,0 до 7,9 см в диаметре. Материал проходил стандартную проводку, заливался в парафин. Парафиновые срезы окрашивались гематоксилином - эозином, по Ван-Гизону, толлуидиновым синим, прочным зеленым, основным коричневым, нейтральные PAS и кислые мукополисахариды. Фрагменты ткани, полученные из различных участков опухолей у 12 больных были использованы для электронно-микроскопического исследования, при этом материал префиксировали в 2,5 % растворе глутарового альдегида, рН 7,3 - 7,4 в течение 4 часов. Постфиксировали в 1% растворе ОsО4 на 0,1 М фосфатном буфере (рН 7,4). Дегидратацию материала проводили в батарее с возрастающей концентрации этанола и ацетона. Образцы заключали в заливочную смесь аралдита, аралдита М и эпона- 812. Ультратонкие срезы контрастировали уранилацетатом и цитратом свинца. Результаты. В молочной железе (МЖ) здоровой женщины тучные клетки (ТК) овальной, округлой формы, зрелые. Расположены они вдоль кровеносных сосудов, в небольшом количестве вдоль протоков и в ацинусе чаще в соединительнотканных прослойках иногда группами по 2-3 но чаще одиночные (рис. 1,2). Степень дегрануляции умеренная. Рис.1. Зрелая тучная клетка в перидуктальной строме молочной железы PAS - реакция Х 400 Рис. 2. Электроннограмма перидуктальной стромы молочной железы с наличием в ней ТК; контастирование цитратом свинца Х 4500; При фиброзно-кистозной болезни количество ТК достоверно увеличивается. ТК концентрируются в основном вокруг кист, здесь они мелкие, веретеновидной формы, часто дегранулированные тотально. Иногда ТК визуализируются в стенках и внутри млечных протоков, в этом случае они значительно меньших размеров, округлые с крупным ядром и менее интенсивно окрашенными гранулами, чаще без признаков дегрануляции. Функциональная активность ТК незначительно отличается от контрольных показателей. При фиброзно-кистозной болезни в сочетании с фиброаденомой ТК - мелкие, единичные, располагаются вокруг кист, вдоль млечных протоков, но чаще локализуются в соединительнотканных прослойках. Число зрелых и умеренно дегранулированных ТК уменьшается, а тотальная дегрануляция значительно возрастает (рис. 3). Рис.3. Морфология тучных клеток в строме молочной железы при ФКБ Окр. толлуидиновым синим Х 400, Рис. 4. Ультраструктура тучных клеток в строме молочной железы при ФКБ; контрастирование цитратом свинца и уранилацетатом Х 5000. Местами наблюдаются зрелые ТК с пустотами в цитоплазме, что может свидетельствовать об активной экскреторной активности таких клеток немного ранее (рис. 4). При фиброзно-кистозной мастопатии с атипической гиперплазией ТК вдвое больше, чем в контроле. В некоторых случаях внутри кист макрофагальные клетки с пенистой цитоплазмой, вокруг этих кист ТК особенно много и отличаются они тем, что среди них появляются очень мелкие ТК, которые чаще располагаются парами и гранулы их имеют бледно розовую окраску. Фигуры дегрануляции среди этих мелких ТК редки, хотя возможно плохо визуализируются, из-за цвета гранул. Крупные ТК, при этом, демонстрируют реакцию явной активации, то есть основная масса ТК находится в состоянии дегрануляции, чаще умеренной, хотя уровень тотальной дегрануляции, также, существенно, высок. ТК исследовали как в самой опухолевой массе, так и в месте врастания её в подлежащую ткань. Большая часть ТК локализуется в зоне инфильтрирующего роста опухоли в подлежащую ткань, на фоне отчетливо выраженной лимфогистиоцитарной инфильтрации, и в периферической части опухоли, где атипические изменения клеток еще не так явно выражены. Внутри опухолевого узла ТК достаточное количество, но они нечетко визуализируются, из-за тотальной дегрануляции, многие из них визуализируются лишь при увеличении Х 900. Отмечается увеличение количества мелких ТК, с небольшим содержанием светлоокрашенных гранул (рис. 5.) Рис. 5. Морфология тучных клеток в строме молочной железы при РМЖ Окр. толлуидиновым синим Х 900. Местами структура ТК имеет более сохранный вид, этот контраст особенно очевиден на фоне общих явлений клеточно-тканевой деградации в тканях МЖ. Внутри опухоли ТК - редкие, светлые, вытянуто-сдавленные, тотально дегранулированные, часто распадающиеся. О разрушенных ТК, напоминают небольшие группы - ядро с кольцом, цепочка или облачко гранул (рис.6.) Рис. 6. Ультраструктура тучных клеток в строме молочной железы при РМЖ; контрастирование цитратом свинца и уранилацетатом Х 9000. Повсеместная тотальная дегрануляция ТК внутри опухоли свидетельствует об активации регуляторных механизмов в ткани при развитии и росте опухоли. Значительное преобладание случаев тотальной дегрануляции в системе ТК - свидетельствует также о явлениях декомпенсации адаптационных возможностей популяции. Все чаще визуализируются мелкие ТК. На ультраструктурном уровне отмечается учащение случаев деформации, а также нарастающий полиморфизм и бледность секреторных гранул, свидетельствующий о снижении с одной стороны скорости их созревания, с другой стороны степени их зрелости. Постепенное увеличение количества пустот в цитоплазме ТК является следствием их активной дегрануляционной деятельности. Диаметр наиболее крупных гранул ТК колеблется от 1,2 до 1,8 и даже 2,3 мкм, в активно дегранулирующих клетках наблюдается более выраженный полиморфизм секреторных гранул. В МЖ появляются ТК с крупным инвагинированным ядром, занимающим почти всю площадь клетки, с ободком крупных, но бледных гранул. Форма этих необычных ТК - от слегка вытянутой, до округлой. Интересно состояние клеточной мембраны ТК. При всех видах патологии МЖ, вплоть до пролиферативной мастопатии, на поверхности ТК видны мелкие пальцевидные выросты. Количество их уменьшается прямо пропорционально величине ТК и удаленности их от микрососудов. Возможно, они необходимы ТК для перемещения и при достижении ими определенной точки дислокации необходимость в них отпадает, они постепенно редуцируют, а ТК переходит на базовый режим синтеза и экскреции. На ультраструктурном уровне при РМЖ особенно отчётливо видно учащение случаев явно выраженных деструктивных изменений, разбухания, вакуолизации и разрушения ТК. Выводы. Изучены морфологические, ультраструктурные и функциональные характеристики популяции ТК и их представительства в неизмененной МЖ, при фиброзно-кистозной болезни, фиброзно-кистозной болезни в сочетании с фиброаденомой, фиброзно-кистозной болезни с атипической гиперплазией и раке молочной железы РМЖ. Исследование демонстрирует активную роль системы ТК при всех видах изученной патологии МЖ. Эта активация динамична, имеет циклический характер и зависит от вида опухоли.

About the authors

MV V Mnihovich

Scientific-Research Institute of Human Morphology

AA Gavrilyuk

Vinnitsa National Medical University

LV V Fomina

Vinnitsa National Medical University

SV I Guminskiy

Vinnitsa National Medical University

S V Vernigrodskiy

Vinnitsa National Medical University

MM M Ternov

Scientific-Research Institute of Human Morphology

VG G Miglyas

Medical Faculty of Uzhgorod National University

References