Морфология легких на разных сроках фетального периода (фетальная гистология) является одним из недостаточно изученных аспектов внутриутробного развития плода. Интерпретация гистологического строения органов на разных сроках гестации позволяет наиболее точно верифицировать морфологическую зрелость ткани, а значит, сформировать представление о функциональной способности органа. В частности, ретроспективное изучение морфологических особенностей легких плода на сегодняшний день позволяет решить ряд задач в рамках практической патологической анатомии, а также имеет перспективу совместного клинического и патолого-анатомического исследований [1—3].

На данный момент определение стадии фетального развития легких лежит в основе комплексного патолого-анатомического исследования и позволяет сопоставить клинические данные и морфологическую картину ткани легких. Определение соответствия стадии развития легких и гестационного возраста плода способствует формированию объективного заключительного патолого-анатомического диагноза. Однако, к сожалению, особенностями данной темы являются: небольшое число публикаций, отсутствие стандартизации критериев определения стадий развития легких, отсутствие актуализации исследований с проведением дополнительных методов, в частности, иммуногистохимических реакций, при этом подавляющее большинство исследований основано на аутопсийном материале животных [2—8].

Цель данной работы — обозначение критериев для верификации стадий гистологического развития легких, а также визуализация развития дыхательных путей и сосудов микроциркуляторного русла с помощью иммуногистохимических (ИГХ) методов исследования.

Проведено описание и сравнение ткани легких плодов на разных сроках беременности с окраской гематоксилином и эозином, а также ИГХ-исследование с антителами CD 31, Pan Cytokeratin, Napsin A. Исследованы легкие 60 плодов, а также дополнительно 6 использованы в качестве контрольной группы.

Было составлено всего 6 групп, в каждой по 10 гистологических препаратов легких плодов разных сроков беременности: 1-я группа — от 12 до 15 нед (псевдогландулярная стадия), 2-я — от 16 до 19 нед (ранняя каналикулярная стадия) 3-я — от 20 до 22 нед (средняя каналикулярная стадия), 4-я — от 23 до 25 нед (поздняя каналикулярная стадия), 5-я — от 26 до 36 нед (саккулярная стадия) и 6-я— от 36 до 41 нед (альвеолярная стадия).

Контрольная группа включала гистологические препараты легкого по одному случаю на каждую из стадий с верификацией морфологических структур при помощи ИГХ-реакций: псевдогландулярной стадии, срок гестации 14—15 нед; ранней каналикулярной стадии, срок гестации 19—20 нед; средней каналикулярной стадии, срок гестации 20—21 нед; поздней каналикулярной стадии, срок гестации 25—26 нед; саккулярной стадии, срок гестации 31—32 нед; альвеолярной стадии, срок гестации 37—38 нед.

В современном представлении легкие плода проходят два основных периода: роста и созревания. Период роста соответствует эмбриональной стадии развития легких. Во время этого периода формируются разветвленное бронхиальное дерево и окружающие его основные ветви артериальных и венозных сосудов [9], а также две доли левого и три доли правого легкого [10—12]. Следующий за ростом период созревания включает четыре последовательные стадии, характеризующиеся различной морфологической картиной ткани легких в разные сроки внутриутробного развития плода [4, 8, 10]. Созревание происходит от периферии к центру, асинхронно относительно долей легких [13]. Однако, согласно данным ряда исследований [11], существует последовательность созревания по долям легких, верхние доли созревают быстрее нижних.

Морфологические изменения, характеризующие фетальную гистологию легких, можно разделить на три группы: трансформация эпителия преальвеолярных структур, соотношение площади мезенхимы и площади преальвеолярных пространств, развитие сосудов микроциркуляторного русла и их взаиморасположение относительно преальвеолярных перегородок [8,12].

Псевдогландулярная (псевдожелезистая) стадия

Стадия соответствует периоду от 6-й до 16-й недели гестации. Ткань легких с выраженным преобладанием площади мезенхимы над площадью преальвеолярных структур; эпителий последних однослойный однорядный цилиндрический (за счет вакуолей гликогена, расположенных в базальной части и занимающих большую часть цитоплазмы клеток) [8, 11,12]. Сосуды микроциркуляторного русла малочисленны, расположены глубоко в толще мезенхимы на значительном удалении от преальвеолярных перегородок (рис. 1). В начале этой стадии преальвеолярные структуры имеют округлую форму, что в совокупности с морфологическими особенностями эпителия, описанными выше, создает сходство со строением железистой ткани, — отсюда и название этой стадии [12, 13]. Ближе к концу псевдогландулярной стадии преальвеолярные структуры принимают все более разветвленные формы, вследствие чего увеличивается их площадь.

Рис. 1. Легкие на псевдогландулярной стадии.

Окраска гематоксилином и эозином, ×24.

ИГХ-исследование. Легкие плода на 14—15-й неделе внутриутробного развития

Экспрессия Pan Cytokeratin в эпителии преальвеолярных структур доказывает центростремительный процесс дифференцировки клеток. Большая часть клеток, экспрессирующих антиген (предшественники пневмоцитов I порядка), находится в непосредственной близости от плевры, в то время как в толще ткани реакция варьирует от слабо-позитивной до негативной.

Отсутствие экспрессии Napsin A показывает, что в эпителии преальвеолярных структур нет клеток, способных вырабатывать сурфактант.

Экспрессия CD 31 клетками эндотелия сосудов микроциркуляторного русла показывает, что капилляры находятся на значительном удалении от преальвеолярных структур, в толще мезенхимы (рис. 2).

Рис. 2. Экспрессия CD 31 в эндотелии сосудов микроциркуляторного русла на псевдожелезистой стадии.

Иммуногистохимическая реакция, ×24.

Каналикулярная стадия

Эта стадия соответствует периоду от 16-й до 26-й недели гестации, подразделяется на три морфологически различных этапа: ранний, средний и поздний. Суть данной стадии заключается в пролиферации сосудов микроциркуляторного русла, их постепенном сближении с базальной мембраной эпителия преальвеолярных структур. К концу данной стадии базальные мембраны эпителия и капилляра сливаются, «канализируя» преальвеолярные стенки с формированием прообраза «альвеолокапиллярной мембраны» [11—13]. Этот процесс определяет название данной стадии.

На ранней каналикулярной стадии в ткани легких сохраняется преобладание площади мезенхимы над площадью преальвеолярных пространств; эпителий небольшого числа преальвеолярных структур уплощается за счет исчезновения вакуолей, становится кубическим, однако большая часть преальвеолярных структур сформирована однослойным цилиндрическим вакуолизированным эпителием. Отмечается начало пролиферации сосудов микроциркуляторного русла, капилляры сближаются с преальвеолярными перегородками (рис. 3) [8, 11].

Рис. 3. Легкие на ранней каналикулярной стадии.

Окраска гематоксилином и эозином, ×24.

ИГХ-исследование. Легкие плода на 19—20-й неделе внутриутробного развития

В отличие от псевдожелезистой стадии клетки, экспрессирующие Pan Cytokeratin находятся в преальвеолярных структурах как непосредственно под плеврой, так и на значительном удалении от нее. Однако наиболее удаленные от плевры участки ткани легких, расположенные в центральных отделах, остаются негативными на Pan Cytokeratin. Реакция Napsin A отрицательная — пневмоциты II порядка отсутствуют. Экспрессия CD 31 визуализирует сближение единичных капилляров с эпителием преальвеолярных структур (рис. 4).

Рис. 4. Экспрессия CD 31 в эндотелии сосудов микроциркуляторного русла на ранней каналикулярной стадии.

Иммуногистохимическая реакция, ×24.

На средней каналикулярной стадии площадь преальвеолярных пространств увеличивается, однако мезенхима все еще превалирует. Соотношение преальвеолярных структур, покрытых столбчатым и кубическим эпителием, равное. Сосуды микроциркуляторного русла продолжают сближение с преальвеолярными перегородками, небольшое количество капилляров сливается с базальной мембраной эпителия (рис. 5) [8, 11].

Рис. 5. Легкие на средней каналикулярной стадии.

Окраска гематоксилином и эозином, ×24.

ИГХ-исследование. Легкие плода на 20—21-й неделе внутриутробного развития

Отмечается экспрессия Pan Cytokeratin с тенденцией к центростремительной дифференцировке преальвеолярного эпителия. Появляются единичные клетки с положительной реакцией на Napsin A, на данном этапе становится возможной выработка сурфактанта. Экспрессия CD 31 подтверждает увеличение количества капилляров вблизи преальвеолярных структур (рис. 6).

Рис. 6. Экспрессия CD 31 в эндотелии сосудов микроциркуляторного русла на средней каналикулярной стадии.

Иммуногистохимическая реакция, ×24.

На поздней каналикулярной стадии в ткани легких имеется равное соотношение площади мезенхимы и преальвеолярных структур, принимающих все более выраженную разветвленную форму; подавляющее большинство преальвеолярных эпителиальных клеток не содержит вакуолей гликогена; сосуды микроциркуляторного русла прилежат к стенкам преальвеолярных структур, «канализируя» их (рис. 7) [8, 11].

Рис. 7. Легкие на поздней каналикулярной стадии.

Окраска гематоксилином и эозином, ×24.

ИГХ-исследование. Легкие плода на 25—26-й неделе внутриутробного развития

Pan Cytokeratin экспрессируется в подавляющем большинстве клеток эпителия преальвеолярных структур. Число клеток, экспрессирующих Napsin A, продолжает увеличиваться. Согласно экспрессии CD 31 сосуды микроциркуляторного русла образуют обширную сеть, прилегающую к преальвеолярному эпителию (рис. 8).

Рис. 8. Экспрессия CD 31 в эндотелии сосудов микроциркуляторного русла на поздней каналикулярной стадии.

Иммуногистохимическая реакция, ×24.

Саккулярная (мешотчатая) стадия

Эта стадия соответствует периоду с 26-й по 36-ю неделю гестации. Особенности ткани легких на этой стадии: преальвеолярные структуры неправильной формы, визуально напоминают «мешочки», их площадь преобладает над площадью мезенхимы [13]. Преальвеолярный эпителий представлен главным образом уплощенными альвеолоцитами I порядка и немногочисленными кубическими альвеолоцитами II порядка [7, 8]. Перегородки утолщены, с двойным слоем капилляров [13], в просвете преальвеолярных структур формируются так называемые вторичные перегородки, содержащие один слой капилляров (рис. 9) [11].

Рис. 9. Легкие на саккулярной стадии.

Окраска гематоксилином и эозином, ×24.

ИГХ-исследование. Легкие плода на 31—32-й неделе внутриутробного развития

Уплощенные альвеолоциты I порядка экспрессируют Pan Cytokeratin. Немногочисленные кубические альвеолоциты II порядка, экспрессирующие Napsin A, определяются во всех полях зрения. CD 31-позитивные сосуды микроциркуляторного русла формируют двойной слой капилляров в преальвеолярных перегородках, а также один слой капилляров в толще вторичных перегородок (рис. 10).

Рис. 10. Экспрессия CD 31 в эндотелии сосудов микроциркуляторного русла на саккулярной стадии.

Иммуногистохимическая реакция, ×24.

Альвеолярная стадия

Стадия соответствует периоду с 36-й по 40-ю неделю гестации. В ткани легких отмечено выраженное преобладание площади альвеолярных пространств над мезенхимой, однако межальвеолярные перегородки относительно широкие. Альвеолы представляют собой воздушные пространства правильной многогранной формы, выстилка которых представлена главным образом альвеолоцитами I порядка, альвеолоциты II порядка относительно немногочисленны [7, 8]. В толще межальвеолярных перегородок один слой капилляров, базальная мембрана которых сливается с базальной мембраной альвеолоцитов (рис. 11) [11].

Рис. 11. Легкие на альвеолярной стадии.

Окраска гематоксилином и эозином, ×24.

ИГХ-исследование. Легкие плода на 37—38-й неделе внутриутробного развития

Экспрессия Pan Cytokeratin и Napsin A без изменений относительно саккулярной стадии. Согласно экспрессии CD 31 сосуды расположены в альвеолярных перегородках в один слой, прилегают к базальной мембране альвеолоцитов (рис. 12).

Рис. 12. Экспрессия CD 31 в эндотелии сосудов микроциркуляторного русла на альвеолярной стадии.

Иммуногистохимическая реакция, ×24.

Заключение

Гистологическая картина легких на разных этапах внутриутробного развития имеет доказательные морфологические различия. Достоверность их верификации влияет как на заключительный патолого-анатомический диагноз, так и на формирование представления о лечении новорожденных. К сожалению, имеющиеся на данный момент способы определения морфологической стадии развития легких далеки от объективной оценки и зависят во многом от опыта конкретного специалиста, области забора материала, его объема, а также от достоверности акушерского анамнеза.

Крайне важно выстраивать коллегиальную взаимосвязь в профессиональной сфере по этому вопросу, в частности стандартизировать морфологические изменения стадий развития легкого. В качестве примера может выступить количественная оценка состояния воздухоносных путей, изменений их эпителия, а также развития сосудов микроциркуляторного русла на стандартизированном участке ткани легких. Для уменьшения субъективности оценки развития легких необходимо также стандартизировать процесс вырезки аутопсийного материала, для чего, в свою очередь, требуется верифицировать стадию развития легких в каждой из долей на выборке с разным гестационным возрастом плодов человека.

В совокупности с вышеперечисленным необходимо выстраивать взаимодействие с представителями клинических специальностей (акушеров-гинекологов, неонатологов и реаниматологов) для повышения качества медицинской помощи новорожденным [1]. Ведь именно легкие новорожденного являются наиболее уязвимым органом, требующим особой врачебной тактики, зависящей от гестационного возраста, а значит, и функциональной способности ткани легких [10].

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.