Яковлев А.Ю.

ГБУЗ НО «Нижегородская областная клиническая больница им. Н.А. Семашко»

Певнев А.А.

ГБУЗ НО «Городская клиническая больница №30»

Никольский В.О.

ГБУЗ НО «Нижегородский областной клинический противотуберкулезный диспансер»

Сморкалов А.Ю.

ФГБОУ ВО «Приволжский исследовательский медицинский университет» Минздрава России

Максимычев В.Н.

ГБУЗ НО «Городская клиническая больница №30»

Морфологические аспекты дисфункции диафрагмы при COVID-19-ассоциированной пневмонии

Авторы:

Яковлев А.Ю., Певнев А.А., Никольский В.О., Сморкалов А.Ю., Максимычев В.Н.

Подробнее об авторах

Журнал: Архив патологии. 2023;85(3): 19‑22

Прочитано: 1960 раз


Как цитировать:

Яковлев А.Ю., Певнев А.А., Никольский В.О., Сморкалов А.Ю., Максимычев В.Н. Морфологические аспекты дисфункции диафрагмы при COVID-19-ассоциированной пневмонии. Архив патологии. 2023;85(3):19‑22.
Yakovlev AYu, Pevnev AA, Nikolskiy VO, Smorkalov AYu, Maksimychev VN. Morphological aspects of diaphragm dysfunction in COVID-19-associated pneumonia. Russian Journal of Archive of Pathology. 2023;85(3):19‑22. (In Russ.)
https://doi.org/10.17116/patol20238503119

Рекомендуем статьи по данной теме:
Слу­чай ма­ни­фес­та­ции анев­риз­мы стен­ки ле­во­го же­лу­доч­ка у па­ци­ен­та с син­дро­мом Мар­фа­на пос­ле пов­тор­но­го ин­фи­ци­ро­ва­ния SARS-CoV-2. Про­фи­лак­ти­чес­кая ме­ди­ци­на. 2024;(6):88-90
Нев­ро­ло­ги­чес­кие ос­лож­не­ния у боль­ных, пе­ре­нес­ших COVID-19. Про­фи­лак­ти­чес­кая ме­ди­ци­на. 2024;(6):98-104
Ме­тод ком­плексной фи­зи­оте­ра­пии у сто­ма­то­ло­ги­чес­ких па­ци­ен­тов пос­ле COVID-19. Воп­ро­сы ку­рор­то­ло­гии, фи­зи­оте­ра­пии и ле­чеб­ной фи­зи­чес­кой куль­ту­ры. 2024;(3):18-23
Ком­плексный под­ход в ре­аби­ли­та­ции па­ци­ен­тов с COVID-19. (Об­зор ли­те­ра­ту­ры). Воп­ро­сы ку­рор­то­ло­гии, фи­зи­оте­ра­пии и ле­чеб­ной фи­зи­чес­кой куль­ту­ры. 2024;(3):48-55
Фак­то­ры рис­ка тя­же­ло­го те­че­ния но­вой ко­ро­на­ви­рус­ной ин­фек­ции SARS-CoV-2 у жен­щин во вре­мя бе­ре­мен­нос­ти. Проб­ле­мы реп­ро­дук­ции. 2024;(3):57-64
Осо­бен­нос­ти хи­рур­ги­чес­ко­го ле­че­ния трав­ма­ти­чес­ких ар­те­ри­ове­ноз­ных фис­тул ко­неч­нос­тей. Хи­рур­гия. Жур­нал им. Н.И. Пи­ро­го­ва. 2024;(7):92-102
Уг­луб­лен­ная дис­пан­се­ри­за­ция па­ци­ен­тов, пе­ре­нес­ших но­вую ко­ро­на­ви­рус­ную ин­фек­цию COVID-19. Про­фи­лак­ти­чес­кая ме­ди­ци­на. 2024;(7):16-22
Слу­чай раз­ви­тия ос­тро­го ин­фар­кта ми­окар­да пра­во­го же­лу­доч­ка с ми­ома­ля­ци­ей и там­по­на­дой сер­дца пос­ле пов­тор­но­го ин­фи­ци­ро­ва­ния SARS-CoV-2 у па­ци­ен­та с син­дро­мом Лоеса—Дит­ца. Про­фи­лак­ти­чес­кая ме­ди­ци­на. 2024;(7):73-76
Пос­тко­вид­ный син­дром у де­тей: осо­бен­нос­ти па­то­фи­зи­оло­гии, ди­аг­нос­ти­ки и те­ра­пии. Про­фи­лак­ти­чес­кая ме­ди­ци­на. 2024;(7):94-100
Но­вые ви­рус­ные ин­фек­ции — но­вые вы­зо­вы. Про­фи­лак­ти­чес­кая ме­ди­ци­на. 2024;(7):114-119

Основными входными воротами возбудителя новой коронавирусной инфекции (COVID-19) являются рецепторы ACE2 альвеолярных клеток II типа, что определяет развитие легочного повреждения разной степени тяжести и распространенности у умерших от COVID-19 [1]. Несмотря на высокую экспрессию ACE2-рецепторов в легочной ткани, объем ее поражения не всегда коррелирует с выраженностью дыхательной недостаточности [2]. Одной из причин этого может быть наличие дополнительных механизмов формирования дыхательной недостаточности.

Известно, что легочная вентиляция зависит в том числе от функционального состояния дыхательной мускулатуры.

В своей работе мы показали, что одним из факторов, обусловливающих прогрессирование дыхательной недостаточности у пациентов с COVID-19, может быть нарушение сократительной способности диафрагмы [3].

Причиной нарушения функции дыхательной мускулатуры может быть, например, миопатия, связанная с прямым цитотоксическим действием вируса. Так, выявлена высокая экспрессия ACE2-рецепторов в миоцитах диафрагмы [4]. Кроме того, причинами диафрагмальной дисфункции могут быть нейропатия диафрагмального нерва различного генеза (COVID-19-ассоциированная нейропатия, диабетическая полинейропатия, респираторная нейропатия критических состояний), нарушение трофики диафрагмальной мышцы вследствие микротромбозов [5—8]. При этом до настоящего времени не раскрыты причины диафрагмальной дисфункции и не описаны гистопатологические признаки ее поражения [9].

Цель настоящего исследования — оценить морфологические изменения диафрагмы и диафрагмального нерва у пациентов, умерших от COVID-19.

Материал и методы

В исследовании методом «случай—контроль» изучали морфологические изменения диафрагмы и диафрагмального нерва у пациентов с COVID-19 крайне тяжелого течения. Исследовали мышечную порцию поясничной части диафрагмы 15 пациентов. Пациенты были стратифицированы в две группы: 1-я группа — основная (n=12) — пациенты, умершие от COVID-19-инфекции, осложненной SARS-CoV-2-ассоциированной пневмонией, прижизненно подтвержденной наличием РНК SARS-CoV-2, основной причиной смерти которых явилось прогрессирование дыхательной недостаточности, 2-я группа — контроль (n=3) — пациенты ОРИТ с диагнозом острого нарушения мозгового кровообращения по ишемическому типу (без паренхиматозной дыхательной недостаточности). Всем пациентам проводили инвазивную искусственную вентиляцию легких (ИВЛ). Сроки пребывания на ИВЛ для всех пациентов не превышали 5 сут. Ни у одного из пациентов в обеих группах не было ранее существовавшего нервно-мышечного заболевания. Также пациенты обследуемых групп не различались по полу, возрасту и индексу массы тела.

При патолого-анатомическом исследовании забирали участок мышечной порции поясничной части диафрагмы и левого диафрагмального нерва из области перикарда. Гистологические препараты готовили путем фиксации ткани диафрагмы в течение 72—96 ч в 10% растворе нейтрального формалина, обезвоживания в спиртах восходящей концентрации и заливки в парафин. Срезы толщиной 7 мкм изготавливали на микротоме SAKURA ACCU-CUT SRM 200, Model: CRM 200 CW (Китай) и окрашивали гематоксилином и эозином. Для оценки количества гликогена в ткани препараты окрашивали по методу Гочкисс—Мак Минус (реакция ШИК).

Для микроскопического исследования препаратов использовали микровизор медицинский проходящего света mVizo-101 (ЛОМО, Россия). Исследование и микрофотографирование проводили с использованием объектива — 5/0,10, 20/0,45, 63/0,85; видеонасадки — XT0028, при этом линейное увеличение микровизора составляло 63—788.

Морфометрию проводили с помощью програмного обеспечения микровизора. На каждом срезе выбирали 10 полей зрения по методу случайных чисел.

Статистическую обработку результатов исследования осуществляли с помощью пакета прикладных программ IBM SPSS Statistics (версия 25). Проверку на нормальность распределения проводили с помощью теста Шапиро—Уилка. Описательная статистика количественных признаков представлена медианой, нижним и верхним квартилями — Me [Q25; Q75], качественные данные приведены в виде абсолютных значений и долей (в %). Для сравнения качественных данных в несвязанных выборках использовали точный тест Фишера, для сравнения количественных признаков с асимметричным распределением в несвязанных выборках — U-критерий Манна—Уитни, в связанных — T-критерий Уилкоксона. Критический уровень статистической значимости определяли как p<0,05.

Результаты и обсуждение

При морфологическом исследовании препаратов ткани пациентов, умерших от COVID-19 при прогрессировании дыхательной недостаточности (1-я группа), в диафрагме определялись выраженный отек периваскулярных пространств, выраженный отек перицеллюлярных пространств мышечных волокон и диапедезные кровоизлияния.

При морфологическом исследовании тканей пациентов 2-й группы в диафрагме выявлялся выраженный отек перицеллюлярных пространств мышечных волокон, выраженный отек периваскулярных пространств, при этом диапедезных кровоизлияний не было.

В сосудистом русле диафрагмы пациентов 1-й группы определялось полнокровие в артериолах, в большинстве венул и капилляров выявлялись красные тромбы.

В сосудистом русле диафрагмы пациентов 2-й группы определялись свободно лежащие эритроциты в артериолах и капиллярах, полнокровие в венулах — без образования красных тромбов.

У пациентов 1-й группы диагностировался выраженный отек периневрального пространства диафрагмального нерва, внутри нервного ствола выявлялся выраженный отек вокруг нервных волокон.

У пациентов 2-й группы определялся умеренно выраженный отек периневрального пространства диафрагмального нерва с vasa nervorum и свободно лежащими в нем эритроцитами, внутри нервного ствола выявлялся слабовыраженный отек вокруг нервных волокон.

При световой микроскопии препаратов диафрагмы, окрашенных по Гочкисс—Мак Минус, в мышечных клетках пациентов 1-й группы глыбки гликогена представлены в виде единичных элементов, мелких скоплений, которые выявлялись не во всех мышечных волокнах.

При световой микроскопии препаратов диафрагмы, окрашенных по Гочкисс—Мак Минус, в мышечных клетках пациентов 2-й группы глыбки гликогена располагались в виде скоплений и выявлялись почти во всех мышечных волокнах.

Результаты морфометрического исследования диафрагмы пациентов обеих групп представлены в таблице.

Морфометрия диафрагмы и диафрагмального нерва, Me [Q25; Q75]

Параметр

1-я группа

2-я группа

p

Площадь поперечного сечения миоцита, мкм2

2008,8 [1344,9; 2321,8]

2714,7 [2483,3; 3704,6]

0,002*

Расстояние между миоцитами, мкм

14 [8,5; 16]

5 [4; 6]

<0,001*

Площадь отека нервного волокна, мкм2

62,5 [51,5; 69,1]

15,1 [10; 23,4]

<0,001*

Количество гранул гликогена, ед.

32 [26; 35]

87 [67; 90]

<0,001*

Общая площадь гранул гликогена, мкм2

95 [79; 104]

262 [202; 269]

<0,001*

Примечание. * — различие имеет статистическую значимость (p<0,05).

В результате статистического анализа данных морфометрии выявлено значимое различие по всем исследуемым параметрам, а именно для пациентов, умерших от COVID-19-инфекции, характерны более выраженный отек миоциов и межуточной ткани, снижение количества гликогена миоцитов и отек нервных волокон диафрагмального нерва.

Таким образом, диафрагма пациентов, умерших от COVID-19, имеет следующие гистопатологические изменения: отек миоцитов и межуточной ткани, а также полнокровие артериол, венул и капилляров с наличием красных тромбов в их просвете. Диафрагмальный нерв пациентов, умерших от COVID-19, также имеет четкие патологические изменения в виде периневрального отека и отека нервных волокон нервного ствола. Проведенное исследование подтверждает характерную патологическую картину органного поражения при COVID-19 — это диапедезные кровоизлияния, тромбоз сосудов преимущественно микроциркуляторного русла [10], периваскулярный [11] и интерстицальный отеки [5, 12], гистопатологические признаки поражения нервной системы [9, 11]. Кроме того, выявлены гистопатологические признаки нарушения углеводного обмена в виде уменьшения количества гликогена миоцитов. Однако до настоящего времени не совсем понятен ведущий патологический механизм органного повреждения, а именно: связан ли он с прямым цитотоксическим действием вируса, нарушением трофики вследствие отека, тромбозов или с нарушением углеводного обмена вследствие других причин, что требует дальнейшего исследования.

Выводы

1. Диафрагма пациентов, с подтвержденным диагнозом COVID-19, основной причиной смерти которых явилось прогрессирование дыхательной недостаточности, имеет отчетливые патологические изменения, что может усугублять дыхательную недостаточность.

2. Изменения диафрагмального нерва, документированные у пациентов, умерших от COVID-19, имеет четкие патологические изменения, которые могут способствовать нарушению функции диафрагмы.

3. У пациентов, умерших от COVID-19, снижено количество гликогена миофибрилл по сравнению с пациентами с дыхательной недостаточностью преимущественно центрального генеза.

4. Нарушение метаболизма диафрагмы требует дальнейшего изучения.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — А.Ю. Яковлев, А.А. Певнев

Сбор и обработка материала — А.А. Певнев, В.О. Никольский, А.Ю. Сморкалов, В.Н. Максимычев

Статистическая обработка — А.А. Певнев

Написание текста — А.Ю. Яковлев, А.А. Певнев

Редактирование — А.Ю. Яковлев

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо со ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail

Мы используем файлы cооkies для улучшения работы сайта. Оставаясь на нашем сайте, вы соглашаетесь с условиями использования файлов cооkies. Чтобы ознакомиться с нашими Положениями о конфиденциальности и об использовании файлов cookie, нажмите здесь.