«КЛИНИЧЕСКИЕ, АНАТОМИЧЕСКИЕ, БАКТЕРИОЛОГИЧЕСКИЕ И ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ХРОНИЧЕСКОГО БАКТЕРИАЛЬНОГО И ПОЛИПОЗНОГО ЭТМОИДИТА Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук по ...»

Государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Курский государственный медицинский университет»

Министерства здравоохранения Российской Федерации

На правах рукописи

УДК 616.216.4 – 002: 616.216.4

ВОРОБЬЕВА АНАСТАСИЯ АЛЕКСЕЕВНА

КЛИНИЧЕСКИЕ, АНАТОМИЧЕСКИЕ, БАКТЕРИОЛОГИЧЕСКИЕ И

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ХРОНИЧЕСКОГО БАКТЕРИАЛЬНОГО И

ПОЛИПОЗНОГО ЭТМОИДИТА

Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

по специальности 14.01.03 – болезни уха, горла и носа Научные руководители:

доцент, кандидат медицинских наук Мезенцева О.Ю.

профессор, доктор медицинских наук Иванов В.П.

Курск –

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ……………………………………………………………. ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………….. Глава I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………………... 1.1. Тенденции изучения анатомического строения решетчатой кости и решетчатого лабиринта в общей структуре патологии носа и ОНП……………………………………………………………………………………. 1.2. Современные представления о роли лактоферрина и биопленок в развитии ХРС……………………………………………………………………………………. 1.3. Генетические аспекты этиопатогенеза хронического риносинусита………… Глава II. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ………………………… 2.1. Общая характеристика больных…………………………………………........... 2.2. Методы исследования…………………………………………………………… Глава III. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ…………………. 3.1. Клинические особенности течения синусита в зависимости от анатомического строения решетчатой кости и решетчатого лабиринта…………………………….. 3.2. Роль лактоферрина в патогенезе хронического бактериального риносинусита…………………………………………………………………………. 3.3. Цитологические особенности слизистой оболочки полости носа у больных хроническим риносинуситом………………………………………

3.4. Молекулярно-генетическое исследование генов факторов внешней среды и факторов роста с предрасположенностью к полипозному этмоидиту……………………………

3.4.1. Анализ популяционного распределения исследуемых ДНК - маркеров ……………………………

Анализ ассоциации полиморфизмов исследуемых генов с 3.4.2.

предрасположенностью к полипозному этмоидиту

3.4.3. Исследование полового диморфизма в проявлении ассоциаций исследуемых ДНК маркеров с предрасположенностью к полипозному этмоидиту…………………………………………………………

3.4.4.Анализ ассоциаций парных межгенных комбинаций исследуемых генетических маркеров с риском развития полипозного этмоидита……………… ГЛАВА IV. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ…………………………………….. ВЫВОДЫ……………………………………………………………………………. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ……………………………………………. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………………... ПРИЛОЖЕНИЕ……………………………………………………………………...

СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

95% CI – 95% доверительный интервал ВОЗ – Всемирная организация здравоохранения ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота ИЛ-1 – интерлейкин ИЛ-3 – интерлейкин ИЛ-4 – интерлейкин ИЛ - 5 – интерлейкин ИЛ - 8 – интерлейкин ИЛ-13 – интерлейкин КТ – компьютерная томография МЕ – международная единица ОАА – отягощенный аллергологический анамнез ОНП – околоносовые пазухи РХВ – равновесие Харди-Вайнберга РЭМ – растровая электронная микроскопия Усл.ед. – условные единицы ФАТ – фактор активации тромбоцитов ФБК – ферменты биотрансформации ксенобиотиков ХБРС – хронический бактериальный риносинусит ХРС – хронический риносинусит ХПРС – хронический полипозный риносинусит цАМФ – циклический аденозина монофосфат ЭКГ – электрокардиограмма ICAM-1 - внутриклеточная молекула адгезии IgА – иммуноглобулин А IgЕ – иммуноглобулин Е CFTR – белок-регулятор мембранной проводимости хлорных каналов CYP1A1 – цитохром P450, семейство А, подсемейство 1, полипептид EGF–эпидермальный фактор роста FGF – фактор роста фибробластов GM-CSF – гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор GST – глутатион S-трансфераза GSTT1– глутатион S-трансфераза, класс, изоформа GSTМ1 – глутатион S-трансфераза, класс 1, изоформа GSTР1 – глутатион S-трансфераза, класс 1, изоформа IGF – инсулиноподобный фактор роста MBP–основной белок миелина TGF 1 – трансформирующий ростовой фактор-бета TNF- – фактор некроза опухоли альфа RANTES – хемокин, выделяемый T-клетками при активации VCAM-1 - молекула адгезии сосудистого эндотелия 1 типа

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. В общей структуре заболеваемости ЛОР – органов поражения носа и околоносовых пазух прочно заняли первое место как по анализу обращаемости в поликлинику, так и в группе больных, проходящих лечение в стационарных условиях, причем на долю риносинуситов приходится 44 – 46% всех пациентов с ЛОР – патологией [3, 23, 27, 36, 37, 45].

По своему анатомическому строению полость носа является наиболее сложно устроенным органом человеческого организма [12, 16, 47]. В исследовании, проведенном В.С. Пискуновым (2002) было установлено, что отдельные эндоназальные анатомические структуры или их комплексы в эмбриональном или постнатальном периодах развиваются аномально, в результате на каком-то этапе жизни сформировавшаяся аномалия может привести к функциональным нарушениям, способствующим развитию патологического процесса в слизистой оболочке носа и околоносовых пазух.

Однако, до сегодняшнего дня в литературе недостаточно освещены особенности этмоидита в зависимости от анатомического строения решетчатой кости. Функциональное и клиническое значение эндоназальных структур, являющихся элементами решетчатой кости, так же требует дополнительного изучения.

С развитием молекулярно-генетических технологий открылись широкие возможности для формализации генетической компоненты подверженности заболеваний. В настоящее время накоплено определенное число данных о предрасположенности к развитию эндоназальной патологии. Однако, несмотря на достигнутые успехи мирового научного сообщества в области изучения генома человека и в разработке высокоразрешающих методов анализа ДНК, по-прежнему известно относительно небольшое число генов, которые в совокупности только частично объясняют некоторые звенья патогенеза хронического риносинусита.

На современном этапе в медицинской микробиологии происходит переосмысление процессов, происходящих при хронических воспалительных заболеваниях. Исследования механизмов развития инфекционного процесса, включая образование персистирующих форм микроорганизмов, не могут не учитывать наличия особого биологического явления – формирования бактериальных биопленок. В немногочисленных исследованиях, направленных на изучение активности антимикробных пептидов по отношению к биопленкам, было продемонстрировано, что микробные клетки, входящие в структуру биопленки, менее восприимчивы к определенным пептидам антибактериальных препаратов, чем планктонные клетки, например к лактоферрину. Несмотря на высокую концентрацию лактоферрина в секрете верхних дыхательных путей и его защитной роли против широкого спектра инфекционных агентов, совсем немного известно о роли, которую он играет в развитии ХРС.

Изучение этих вопросов крайне важно для оториноларингологов. Лечащий врач должен, основываясь на знании этих особенностей, найти индивидуальный подход в каждом конкретном случае, выбрать наиболее подходящую тактику лечения, исходя из основных патогенетических звеньев развития этмоидита.

Степень разработанности темы. Анализ специальной литературы и диссертационных исследований, посвященных строению околоносовых пазух, в частности, решетчатого лабиринта, роли генетических факторов и бактериальных биопленок в развитии хронического риносинусита, особенностям патофизиологических процессов, происходящих в клетках решетчатого лабиринта при этмоидите и в организме в целом обусловили обращение к разнообразным научным источникам на стыке различных дисциплин: ринология, рентгенология, микробиология, аллергология, генетика, цитология.

Особенности топографической анатомии решетчатого лабиринта наиболее освещены в трудах, как отечественных – Н.И. Пирогов, В.Т. Жолобов, Н.С.

Скрипников, B.C. Сперанский, А.С. Киселев, В.Р. Гофман, Т.А. Лушникова, Пискунов И.С., Пискунов В.С., так и зарубежных ученых – D.W. Kennedy, S.J.

Zinreich, M. Tos, C. Mogensen. Огромный вклад в изучение морфологии клеток решетчатого лабиринта внесли М.В. Милославский, Г.К. Корнинг, В.О. Калина, Ф.С. Бокштейн, Т.В. Золотарев, Г.Н. Топоров, Р.Д. Синельников, Б.В. Шеврыгин, W. Messerklinger. H. Stammberger, Е. Zuckerkand, J.M. Bernstein.

бактериологических факторов – формирования и развития биопленок, следует выделить труды таких исследователей, как Антони Ван Левенгук, J.W. Costerton, K.D. Xu, J. Cryer, T.S. Walker, P.K. Singh, C.B. Whitchurch, P. Stoodly, K.J. Tack, L.D. Sabath, H.H. Ramadam. Спектр рассмотренных ими вопросов касался роли биопленок в организме в целом и при патологических процессах, в том числе на слизистой полости носа. Однако, до настоящего времени сохраняются споры и трудности относительно методик обнаружения биопленок, а научные исследования не затрагивали клинических особенностей развития хронического риносинусита при наличии биопленок на слизистой оболочке полости носа.

В процессе формирования хронического воспалительного процесса на слизистой оболочке носа и околоносовых пазух нельзя не учитывать генетических факторов, повлекших за собой развитие хронического риносинусита. Изучению данного вопроса посвящены работы А.В. Полоникова, М. Rugina, W.A. Greisner, A. Drake-Lee, A. Delagranda, K. Takeuchi, А.A. Fryer, С. Oretti, F.D. Gilliland, C.

Ozcan, L. Tamer, J.R. Perloff, J.N. Palmer. Эти исследования являются лишь первым этапом в изучении наследственной природы хронического синусита, они выявляют лишь некоторые закономерности в его развитии. Большая часть этих работ по объему выборки не является рандомизированными с позиции генетического исследования, изучению подверглись только несколько генов, которые при этом оказывают влияние преимущественно на одно звено патогенеза.

Актуальность и недостаточная разработанность проблемы обусловили выбор темы диссертационного исследования: «Клинические, анатомические, бактериологические и генетические особенности хронического бактериального и полипозного этмоидита».

Изложенные выше предпосылки определили цель и задачи нашего исследования.

Цель исследования. Изучить влияние анатомических, бактериологических и генетических факторов на развитие и клинические особенности течения хронического бактериального и полипозного этмоидита.

Для реализации этой цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить методом компьютерной томографии особенности анатомического строения решетчатой кости у больных этмоидитом.

2. Установить частоту поражения различных групп клеток при изолированном этмоидите и при его сочетании с поражением других 3. Оценить протективную функцию лактоферрина при хроническом бактериальном этмоидите.

4. Провести анализ ассоциаций аллелей и генотипов полиморфных вариантов генов факторов внешней среды и факторов роста: I462V гена CYP1A1, I105V гена GSTP1, +/del гена GSTT1, +/del гена GSTM1, +61G/A гена EGF, -509C/T гена TGF1В с предрасположенностью к развитию полипозного этмоидита.

5. Изучить проявления полового диморфизма в ассоциациях полиморфизма генов факторов внешней среды и факторов роста у пациентов с полипозным этмоидитом.

6. Исследовать взаимодействия между различными классами исследуемых генов и дать оценку их комплексного влияния на риск возникновения полипозного этмоидита.

Впервые определены особенности анатомического строения решетчатой кости у больных этмоидитом. Установлены взаимосвязи анатомического строения клеток решетчатой кости с объемом воспалительного процесса, его локализацией, степенью выраженности. Впервые определена частота поражения различных групп клеток при изолированном этмоидите и при сочетании его с поражением других пазух. Впервые изучена роль лактоферрина в развитии бактериального воспалительного процесса ОНП. Впервые в рамках одного исследования проведен комплексный молекулярно-генетический анализ полиморфизма генов, вовлеченных в патогенез ХПРС и установлены новые генетические маркеры предрасположенности к данному виду патологии. Впервые изучены особенности взаимодействия кандидатных генов прихроническом полипозном риносинусите, выявлены особенности полового диморфизма в проявлении ассоциаций генов.

Полученные в ходе проведенного исследования данные могут быть использованы в практике врача-оториноларинголога для определения стратегии диагностики и выбора тактики ведения больных с рассматриваемой патологией.

Результаты научной работы могут быть внедрены в практическое здравоохранение в плане определения фактора местного иммунитеталактоферрина, как протективного фактора в формировании биопленок при хроническом бактериальном риносинусите. В группах риска по хроническому полипозному риносинуситу будет возможным проведение молекулярногенетических исследований на предмет выявления полиморфных вариантов генов и использование их в вероятной оценке риска развития эндоназальной патологии.

Установленные нами гены могут быть включены в панель молекулярногенетических диагностических маркеров для прогнозирования риска развития полипозного этмоидита. Семьям с отягощенным анамнезом по данному заболеванию рекомендуется на основании генетических, средовых факторов проводить расчет риска развития заболевания и прогнозировать особенности его течения с использованием логистического регрессионного анализа. Результаты исследования могут быть использованы в практической работе врачаоториноларинголога, включены в лекционный материал в вузах медицинского профиля и на курсах повышения квалификации медицинских работников.

Личный вклад аспиранта. Аспирант лично проводила анализ всех компьютерных томограмм, включенных в исследование. Участвовала в статистическую обработку и обобщение всех результатов, полученных в ходе исследования.

Основные положения работы доложены и обсуждены на пленарных заседаниях Курского областного научного общества оториноларингологов 24.10.2011, 26.11.2012, 26.02.2013; 77 Всероссийской научной конференции студентов и молодых ученых с международным участием «Молодежная наука и современность» г. Курск 18.04.2012; Межрегиональной научно-практической конференции «Воспалительные заболевания ЛОР-органов: реальность и перспективы» г. Курск 31.03.2012; на ежегодной традиционной конференции Украинского научного общества оториноларингологов г. Севастополь 19.05.2013;

на ежегодном обществе оториноларингологов г. Тамбов 21.06.2013. Апробация работы проведена на межкафедральном заседании кафедры оториноларингологии и кафедры биологии, медицинской генетики и экологии 30.04.2013.

По материалам диссертации опубликовано в печати 14 работ. Из них в журналах, рекомендуемых ВАК – 4.

На защиту выносятся следующие положения диссертации:

1) От характера распространения воспалительного процесса в пределах решетчатой кости зависит обширность поражения других околоносовых пазух. Характер поражения клеток решетчатой кости напрямую зависит от формы строения решетчатого лабиринта.

2) Протективным фактором в формировании биопленки при ХБРС является лактоферрин, содержащийся на слизистой оболочке носовой полости.

3) Делеционный генотип del/del гена GSTT1 и вариантный аллель 105Val гена GSTP1 - факторы генетической предрасположенности к полипозному этмоидиту. Повышенный риск развития полипозного этмоидита у мужчин ассоциирован с генотипом del/del гена GSTT1.

4) Установленные комбинации генотипов определяют повышенный риск возникновения изучаемых заболеваний. Установленные межгенные различия обусловлены накоплением среди больных главным образом вариантных полиморфных аллелей генов глутатион-S-трансфераз.

Диссертация изложена на 155 листах машинописного текста, содержит рисунков, 21 таблицу, 3 диаграммы. Состоит из введения, обзора литературы, одной главы собственных исследований, обсуждения результатов, выводов, практических рекомендаций, списка литературы, включающего 49 отечественных и 230 иностранных наименований работ, а так же приложения.

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Тенденции в изучении анатомического строения решетчатой кости и решетчатого лабиринта в общей структуре патологии носа и ОНП Околоносовые пазухи являются наиболее плохо описанными анатомическими структурами человеческого тела. В основном это происходит вследствие широкого диапазона морфологических изменений, проявляющихся индивидуально, а также из-за несогласованности терминологии при описании этих анатомических структур. Этот терминологический беспорядок является результатом недостаточного знания вариантов анатомии пазух и их функций.

Большинство используемых в настоящее время терминов, было утверждено во время активных дебатов среди хирургов в первой половине ХХ столетия при рассмотрении острого и хронического синуситов.

Знания о носовой полости и околоносовых пазухах датируются с отдаленных времен, так же как и попытки проследить патологию этой области.

Египетские врачи были родоначальниками носовых операций. Они удаляли мозг через полость носа, как часть процесса мумификации [127, 245]. В мировой медицинской литературе первый отчет о носовом эксперименте встречается в индуистском документе "Suchruta-samhita" и относится ко времени шестого столетия до рождества Христова. Исследователи описывают трубчатый риноскоп, сделанный из Бамбукового дерева, и используемый для полипотомий [127]. В Средневековье околоносовым пазухам приписывались парадоксальные на сегодняшний день функции, например, хранение масла для смазки глаз, или “пространство для дренажа мозговой жидкости”. Из-за этого, в XVI веке околоносовые пазухи назывались - "la cloaca del cerebro" [124].

За пять столетий до н.э., Гиппократ описал некоторые методы исследования полости носа. В его трудах впервые упоминается термин «полип носа». В трудах средневекового арабского хирурга Аз-Захрави (936 – 1014 гг.), современника Ибн Сины, также неоднократно встречаются упоминания о носовых полипах. Он называет их «мясистыми наростами» и дифференцирует со злокачественными опухолями.

Первые сведения о строении воздухоносных полостей, окружающих полость носа, известны из работ К.Галена (201-131гг. до н.э.), Леонардо да Винчи (1452-1519), А. Везалия(1514-1685), Н. Гаймора (1613-1685). В России первая работа, посвященная полипам полости носа, принадлежит И. Энегольму. Она была напечатана на латинском языке в 1797 году и называлась «О полипах в носу». В 1823 году в Вильно Dolner защищает диссертацию «Depolyponarium».

Н.И. Пирогов в своей книге "Топографическая анатомия, иллюстрированная разрезами, проведенными через замороженное тело человека в трех направлениях" (1852-1859) довольно точно изобразил соотношения решетчатого лабиринта, клиновидной пазухи, что может до сих пор служить образцом иллюстрации. В 1847 году в Петербургской медико-хирургической академии им была подготовлена лекция «О полипах носа». Наиболее известные работы, посвященные морфологии решетчатой кости – это исследования Е. Zuckerkandl (1882-1904), М.В. Милославского (1903), Г.К. Корнинга (1936), В.О. Калины (1949), Ф.С.Бокштейна (1956), Т.В. Золотаревой, Г.Н. Топорова (1968), Р.Д.

Синельникова (1972), Б.В. Шеврыгина (1973), W. Messerklinger (1987). Наиболее подробное описание топографической анатомии решетчатого лабиринта сделали В.Т. Жолобов (1974), Н.С. Скрипников (1986), B.C. Сперанский (1988), А.С.

Киселев, В.Р. Гофман, Т.А. Лушникова (1994), И.С. Пискунов, В.С. Пискунов (2011).

Согласно данным P. Ardonin (1958, 1961) лабиринты решетчатой кости приобретение поздних этапов эволюции. Они являются специфическими только для человека. У большинства млекопитающих решетчатая кость и ее спиралеобразные расширения расположены за околоносовыми пазухами, а продырявленная пластинка находится в лобном положении для оптимизации выполнения обонятельной функции. Только у людей, шимпанзе и, возможно, орангутангов [263] решетчатый лабиринт приобретает относительно сложную анатомическую форму. Автор считает, что прогрессивное развитие решетчатого лабиринта обусловлено переходом человека к прямохождению, при этом сокращение лицевой части черепа и орбит, мигрируя кзади, приводит к углублению лицевого скелета. Дальнейшее перемещение решетчатой кости приводит к смещению лобной пазухи вверх, тем самым, отделяя последнюю от верхнечелюстной пазухи. Эти изменения дали толчок к развитию речевого аппарата [177]. Поскольку обоняние стало менее важным для человека по сравнению с млекопитающими, положение продырявленной пластинки становится более горизонтальным, и решетчатая кость становится пневматизированной и достигает статуса околоносовой пазухи. Это адаптивное эволюционное изменение привело к формированию очень узкого дренажного канала решетчатого лабиринта. В отличие от большинства других млекопитающих, у которых риносинусит - редкая болезнь, такая конфигурация дренажного канала приводит к распространению инфекции. В результате Stackpole et al. (1996) назвал остиомеатальный комплекс, как ‘‘глаз иглы" околоносовых пазух. Таким образом, решетчатая кость, берет на себя дренажную и вентиляционную функции верхнечелюстных и лобных пазух, формируясь не только как анатомическая, но и как ''функциональная'' единица.

Эмбриология решетчатого лабиринта так же отличается от всех других пазух. Решетчатая кость происходит из хрящевой носовой капсулы или палеопазухи (эндохондральная кость). Тогда как другие параназальные пазухи – это вытяжения решетчатого внекапсулярного дивертикула в пленчатую кость (neosinus).

В своем развитии os ethmoidale проходит несколько стадий, включающие формирование основных и вторичных структур пневматизации, которые влияют на рост хрящевой носовой капсулы. Первоначально носовая капсула производит мешочки дивертикула, которые расширяясь в пределах границ капсулы, создают интракапсулярные (интрамуральные) пространства дыхательных путей [232].

Дивертикулы кармана оставляют пределы носовой капсулы, она становится экстракапсулярной (экстрамуральной) и занимает соответственное место в смежных структурах. Таким образом, околоносовой карман формируется в околоносовую пазуху через специфическую последовательность событий и отвечает критериям для идентификации пазух [231]. Размеры палеопазухи, или решетчатой кости, всегда фиксированы и ограничены, тогда как размеры neosinus околоносовых карманов. Дальнейшее экстрамуральное расширение решетчатой кости, проводит к пневматизации смежных структур, формируя новые пути дренажа.

В процессе развития решетчатой кости могут образовываться как интрамуральные, так и экстрамуральные клетки. Интрамуральные клетки в свете требований функциональной эндоскопической ринохирургии следует разделять на передние и задние, которые разделены базальной пластинкой средней носовой раковины [55, 244].

классификация клеток решетчатой кости, в которой наиболее полно описаны возможные варианты строения и аномалии развития этой области.

Передние клетки решетчатой кости.

Интрамуральные клетки:

- лобного кармана;

- бугорка носа;

- решетчатой воронки;

- пузырные;

- петушиного гребня;

- перпендикулярной пластинки;

- средней раковины.

Экстрамуральные клетки:

- слезные;

- лобные (фронтальные);

- ретрофронтальные;

- передние супраорбитальные;

- инфраорбитальные;

- передние максиллярные.

Задние клетки решетчатой кости.

Интрамуральные клетки:

- собственно задние;

- верхней раковины;

- перпендикулярной пластинки.

Экстрамуральные клетки:

- сфеноидальные;

- задние супраорбитальные;

- задние максиллярные.

Однако учебники и руководства по анатомии, используемые для медицинских курсов [102, 195, 230, 239, 255], продолжают делить решетчатые пазухи на передние, средние, и задние. Так в 1901, Turner разделил решетчатые пазухи на две группы - передние и задние, беря за основу особенности их развития и положение устьев. Douglas (1906) так же поддерживал эту классификацию, ссылаясь на особенности эмбрионального периода, а так же в зависимости от особенностей дренажа. Любая решетчатая клетка, которая открывается в средний носовой ход, принадлежит передней группе клеток.

Добавление средней группы решетчатых клеток служит только для того, чтобы смутить студентов, изучающих ринологию [100]. В British Gray's Anatomy после этого был напечатан следующее утверждение: ‘‘клиницисты теперь подразделяют решетчатые пазухи на передние и задние группы клеток, средняя же группа решетчатых воздушных клеток включена к передней группе клеток’’ [246]. Этот факт еще раз подтверждает наличие конфликта между анатомами и клиницистами, когда дело доходит до описания этой области [55, 244].

Решетчатый лабиринт имеет эндохондральное происхождение и является наиболее сохраненной областью среди костных элементов черепа с точки зрения филогенеза [90]. Решетчатая кость по форме напоминает четырехстороннюю призму, лежащую продольно, задний конец которой соединяется с телом основной кости, а передний, более суженный, - с лобным отростком верхнечелюстной кости [32]. На основании анализа компьютерных томограмм Пискуновым И.С. и Пискуновым В.С. были выделены 5 основных форм решетчатой кости в зависимости от положения бумажных пластинок:

- прямоугольная форма (симметричная призма с ровными и прямыми боковыми стенками);

- симметричная форма с наружными стенками, в различной степени выгнутыми в полость орбит;

- симметричная форма с наружными стенками, вогнутыми в полость орбит;

- форма с асимметрично вогнутой одной из бумажных пластинок при прямом или выпуклом положении другой;

- искривленная форма, отклоняющаяся от средней линии в одну из сторон [35].

Вариабельность строения решетчатого лабиринта во многом обусловлена тем обстоятельством, что он делится на сегменты основными пластинками, пронизывающими его в косом направлении от бумажной пластинки с латеральной стороны до продырявленной пластинки вверху. К ним относятся пластинки крючковидного отростка, решетчатого пузыря, средней и верхней носовых раковин [17, 234]. Самой первой из этих пластинок является боковое вытяжение крючковидного отростка. Вторая пластинка упоминается как пластинка буллы, потому что ее вытяжение в полость носа формирует решетчатый пузырь. Третья пластинка служит продолжением средней носовой раковины. Это - важная анатомическая структура, разграничивающая передние решетчатые клеткиот задних и обеспечивающая их дренирование в среднее и верхнее отверстие, соответственно. В свою очередь эти ходы делятся поперечными перегородками на отдельные, различного размера, клетки. Система воздушных клеток, образующих решетчатый лабиринт, очень сложна и имеет множество вариантов строения [33].

Все костные перегородки, разделяющие между собой воздухоносные ячейки решетчатого лабиринта, делятся на три основных типа:

- перегородки первого порядка (соединяющие межде собой основные пластинки решетчатой кости);

- перегородки второго порядка (соединяют между собой одну или две основные пластинки и перегородку первого порядка);

- перегородки третьего порядка (соединяют между собой перегородки первого и второго порядка) [31, 35]. С анатомической точки зрения решетчатый лабиринт состоит из очень тонких костных чешуек, тогда как другие околоносовые пазухи формируются посредством более плотных костных структур, перегородок.

Вследствие этого тонкие костные чешуйки могут мигрировать в смежные кости и другие околоносовые пазухи. Этот механизм объясняет экстрамуральную миграцию клеток решетчатого лабиринта, тем самым формируя новые морфологические единицы [55]. Решетчатые клетки в процессе развития имеют тенденцию к расширению, занимая все свободное место. Seydel (1891) назвал этот феномен «борьбой за пространство решетчатого лабиринта». При проведении большинства анатомических исследований решетчатого лабиринта внекапсулярные миграции клеток обнаружены не были. Возможно, это связано с недостаточным объемом выборки и низкой рандомизацией исследований. Для хирурга морфологические изменения при экстрамуральной миграции клеток решетчатого лабиринта очень важны и могут иметь определяющую роль при выборе оперативного вмешательства. Наибольший интерес всегда представляли собой варианты расположения ячеек по отношению к другим околоносовым пазухам, а так же степень их вовлеченности в воспалительный процесс в зависимости от формы этмоидита.

Синусит часто начинается с патологического процесса решетчатых пазух.

Эта клиническая ассоциация объясняется близкими анатомическими отношениями между решетчатой пазухой и другими околоносовыми пазухами.

Появление современных эндоскопических приборов позволило создать новый хирургический метод для лечения хронического синусита, обеспечивая посредством восстановления мукоцилиарного трнспорта, дренажа и вентиляции околоносовых пазух [128, 191, 243]. Вследствие этого, остиомиатальный комплекс (основа которого – решетчатый лабиринт) стал чрезвычайно важным для понимания патофизиологических процессов и определения хирургических стратегий [22, 28]. В последнее время в оториноларингологической практике все микрохирургическая техника, ставящие своей целью сохранение функций поражённого органа. Внедрение этих методов требует точного знания анатомии оперируемого органа у конкретного пациента ещё до хирургического вмешательства [101, 206, 243, 247]. За последнее десятилетие компьютерная томография (КТ) прочно вошла в клиническую практику при оценке патологических изменений околоносовых пазух (ОНП) и, в частности, решетчатого лабиринта [24, 29, 40, 139, 171, 183, 240, 272]. Между тем, возможности КТ высокого разрешения в визуализации детального анатомического строения решетчатой кости, отличающегося, как известно, значительной, индивидуальной вариабельностью, недостаточно освещены в отечественной литературе. Важно принять во внимание, что компьютерная томография важна не только для диагностики, но также и для визуализации изменений анатомических структур, дальнейшего хирургического планирования.

Анатомические изменения остиомеатального комплекса являются важным звеном в этиологии хронического и рецидивирующего синусита. По этой причине компьютерная томография околоносовых пазух нашла широкое применение для оценки состояния околоносовых пазух при подозрении на синусит [128, 206].

Исследования, отражающие различные анатомические изменения при возникновении синусита, спорны. Некоторые авторы заявляют, что нет никакой ассоциации между анатомическими изменениями и синуситом [79]. Многие из этих исследований проводились только при наличии субъективных симптомов синусита у пациентов.

Zinreich и Bolger [71] в своих исследованиях считают решетчатые пазухи наиболее вовлекаемыми в воспалительный процесс при синусите. При этом верхнечелюстная пазуха чаще всего была поражена наряду с решетчатыми клетками. По данным Zinreich et al. [80] воспалительный процесс в решетчатой пазухе был обнаружен на 72% снимков компьютерной томографии, 65% в верхнечелюстной пазухе, 34% в лобной пазухеи 29% в клиновидной пазухе.

Bolger и его коллеги [71] в ходе своего исследования установили, что передние клетки решетчатого лабиринта поражены в 84.3%, верхнечелюстные пазухи в 77.7%, лобные 36.6%, задние решетчатые клетки в 38.6%, и клиновидные в 25.4%.

Calhoun и его коллеги [84] наблюдали воспалительный процесс околоносовых пазух у 62% пациентов. Из них: 43% в верхнечелюстной пазухе, 34% в передних решетчатых клетках, 21% в задних решетчатых клетках, 19% в клиновидных пазухах и 13% в лобных пазухах.

Stammberger (1986) указал, что определенная анатомическая конфигурация остиомеатального комплекса может вызвать блок соустья или застой отделяемого, способствуя распространению инфекции [243, 247]. Воспалительная реакция возникает в анатомически наиболее узких местах дренажной системы. Zinreich в 1987 году [206] обнаружил изменения в среднем носовом ходе у 72% пациентов с хроническим синуситом, из них у 65% была выявлена гипертрофия слизистой оболочки верхнечелюстной пазухи. В исследовании Yousem et al. (1993) было высказано предположение, что анатомические изменения среднего носового хода привели к гаймориту и этмоидиту (84% и 82% соответственно). Другое его исследование продемонстрировало наличие воспаления лобных или верхнечелюстных пазух у 84% пациентов. При этом, также наблюдались нарушения в архитектонике остиомеатального комплекса [182, 278].

Таким образом, эти результаты поддерживают утверждение, что наличие узкого дренажного канала зачастую приводит к последующему воспалению пазухи.

Большое количество исследований подтверждает, что передний этмоидит наиболее распространенная форма синусита, дающая начало воспалительному процессу околоносовых пазух. В исследовании К. Dua доля переднего этмоидита составляет 88% от общего числа синуситов. Эти результаты подтверждаются данными Yousem- 82% [278] и Bolger 84.3% [71], Maru- 73.7% [185], Smith и Brindley - 76.5% [238]. Анатомические изменения решетчатой кости могут ухудшить дренаж и вентиляцию пазух. Изменения могут быть бессимптомными и вызывать блок только во время вирусной или бактериальной инфекции вследствие отека слизистой оболочки [170].

Компьютерная томография дает возможность детально изучить анатомию околоносовых пазух и позволяет с большей точностью оценить степень развития воспалительного процесса в пазухах, в том числе осуществить визуализацию решетчатой кости, проследить анатомию которой практически невозможно с помощью обычных рентгенограмм.

В нашей работе будет проведено дальнейшее углубленное исследование решетчатого лабиринта, прослежены варианты его строения, определяющие особенности патологического процесса как в самом лабиринте, так и в других ОНП.

1.2. Современные представления о роли лактоферрина и биопленок в Впервые биопленки были обнаружены в природных экосистемах. Первое их описание было сделано голландским ученым Антони Ван Левенгуком в году. Но в то время ученые были сосредоточены на изучении планктонной микрофлоры, которая стала популяризованной благодаря открытиям Роберта Коха в его доктрине бактериальной этиологии заболеваний. Поэтому открытие «биопленок» было в значительной степени проигнорировано. Потребовалось больше, чем два десятилетия, начиная с «повторного открытия» биопленок Costerton et al. в 1978 [62], чтобы интерес к миру биопленок возрос в сотни и тысячи раз. Этот интерес доказан и статистически - с 1990 года в мире было опубликовано более 6500 статей о биопленках. Однако, несмотря на это, все еще есть пробелы в изучении биопленок в области оториноларингологии.

Ранние исследования были полностью сосредоточены на структурном составе биопленки, а именно, бактериальных группах и структуре их матрицы [62, 83]. Вскоре стало очевидно, что биопленки не гомогенные структуры, а обладают пространственной и временной гетерогенностью, а так же множеством различий с их планктонными коллегами с точки зрения роста, уровня метаболизма и генетической экспрессии [77, 89, 193].

Концептуальное понимание ультраструктуры биопленки развилось с появлением новых методик обнаружения. В эру использования световой и трансмиссионной электронной микроскопии, биопленки рассматривались как гомогенные, неструктурированные, плоские сращения бактериальных клеток, заключенные в экзополисахаридный матрикс [202]. Современные технологии формирования изображений привели к новым концептуальным моделям, ставя под серьезное сомнение существование биопленок, как гомогенных плоских структур [166]. Применение софокусной лазерной микроскопии в исследовании биопленок, вероятно, представляет самое значительное продвижение в нашем понимании биопленок. Софокусная лазерная микроскопия позволяет проводить обработку изображений, устраняя расфокусированное искажение с помощью оптического подразделения. Начальные исследования биопленок были полностью описательными Использование софокусной лазерной микроскопии позволило исследовать разновидности и химический состав биопленок, их физиологические свойства и отношения с нижним слоем.

Несмотря на их гетерогенность, биопленки представлены двумя структурными единицами: микробное сообщество, которое может составлять 15% от объема биопленки, и экзополисахаридная матрица, которая составляет большую часть биопленки. Биопленки содержат многочисленные виды бактерий, часто сосуществуют с грибами во взаимнополезных отношениях, названных сометаболизмом. Этот процесс выгоден для всего микробного сообщества, делая комменсализм общим феноменом в пределах биопленок [235]. Это создает чрезвычайно разнообразные микросреды с точки зрения температуры, рН фактора, питательной доступности и кислородного потенциала [192]. Эти микрониши не только определяют, какие организмы могут существовать и сосуществовать, но также и могут влиять на свою генетическую экспрессию [160].

Другая важная структура, влияющая на организацию и укрепление биопленки - внеклеточная матрица, произведенная составляющими микробных клеток. Состав матрицы является сложным и переменным, его формирование находится в прямой зависимости от состава бактериального сообщества и влияния различных условий окружающей среды [73]. Несмотря на гетерогенный состав матрицы, экзополисахариды и белки являются основными его составляющими, обеспечивая благоприятные условия для микробных сообществ.

Другие важные компоненты, идентифицированные в пределах матрицы, включают: липиды, внеклеточную ДНК, ионы металлов, двухвалентные катионы и другие биополимеры [252]. Хотя их роль остается до конца не выясненной, исследователи предположили, что они могут иметь большое значение в этапах построения биопленки. Внеклеточная ДНК, которая, как первоначально думали, просто побочный продукт лизиса клетки, как теперь выяснено, активно участвует в экзотоксическом механизме, вовлекающем внешнюю бактериальную мембрану [165, 197]. Исследование Whitchurch и др. продемонстрировало, что в отсутствии внеклеточной ДНК, формирование биопленки было ингибировано [122], а ферментативное расщепление внеклеточной ДНК так же помогло запустить процесс расщепления биопленки.

Формирование, рост, миграция планктонных форм клеток для колонизации в биопленках регулируются на уровне популяции посредством механизмов межклеточной коммуникации. «Quorum sensing» (QS) – это процесс коллективной координации экспрессии генов в популяции бактерий, опосредующий специфическое поведение клеток [186, 276]. Механизм работы QS основан на сложной иерархической регуляции целевых локусов генома бактериальной клетки. При этом регуляция осуществляется на разных уровнях воздействия:

транскрипционном, трансляционном, посттрансляционном. На конкретный клеточный сигнал клетки в популяции отвечают специфическим ответом. На сегодняшний день установлено, что клеточно-клеточные взаимосвязи влияют на внутрипопуляционную дифференцировку клеток, на экспрессию генов вирулентности, регулируют ростовые процессы, характер и направление подвижности (таксис), а также бактериальный апоптоз и токсинообразование [69, 221, 276]. Образование биопленок – это сложный комплексный динамический процесс, состоящий из нескольких этапов. В исследованиях, проведенных в Италии, были описаны пять основных шагов жизненного цикла биопленки и схематически представлены Stoodly et al. в статье [70].

Стадии описаны следующим образом:

1) Обратимая адгезия – во время этого процесса отдельные микробные клетки становятся обратимо связанными с поверхностью [140]. Изначальное прикрепление микробной клетки к поверхности субстрата осуществляется за счет действия электростатических, гидрофобных сил, сил Ван дер Ваальса, неспецифической адгезии [70].

2) Необратимая адгезия – бактерии при участии различных адгезинов (регуляция синтеза которых происходит на транскрипционном уровне) становятся необратимо связанными друг с другом [187].

3) Скопление и 4) созревание. Во время этих стадий связанные организмы начинают активно размножаться и перераспределяться в переделах QS, тем самым увеличивая плотность биопленки, что способствует созреванию ее архитектуры [262].

5) Отделение. Когда биопленки достигают своей критической массы, периферический слой роста начинает повторно дифференцироваться в планктонные организмы. Происходит образование подвижных форм клеток в биопленке или высвобождение целого кластера клеток (detachment cell) для колонизации окружающего субстрата.

Формирование биопленки, как показывают исследования, происходит за счет трех механизмов:

перераспределение присоединенных клеток по поверхности [140, 204] двоичное деление присоединенных клеток [223] задействование клеток из общего числа для развития биопленки [93].

антимикробным, дезинфицирующим средствам и биоцидам, чем та же самая бактерия, выращенная в планктонных культурах [94, 145, 257]. Хотя эта устойчивость многофакторный процесс, он может изменяться в зависимости от разновидности микроорганизмов.

1) Отсроченное проникновение антибиотиков в биопленку. Ранее считалось, что экзополисахариды матрицы ограничивают проникновение антибактериальных препаратов в толщу биопленки. Предполагалось, что при проходе через матрицу происходит дезактивация части антибиотика. Недавние исследования опровергли эту информацию [104, 157, 158, 159, 163, 211, 229]. По новым данным, электростатическое напряжение положительно заряженных аминогликозидов к проникновение антимикробных веществ и дать бактериям время для осуществления адаптивных реакций [52, 81, 135, 264]. Дополнительно некоторые биопленки, такие как Klebsiella pneumoniae, накапливают бета-лактамазу в матрице биопленки и могут впоследствии дезактивировать антибиотики в поверхностных слоях быстрее, чем скорость их проникновения в биопленку [54, 154, 229, 264].

2) Изменения микросреды и сниженный рост биопленки. Tack и Sabath показали, что при увеличении оксигенации в пределах биопленки действие антибиотиков существенно снижается по сравнению с такой же ситуацией при анаэробных условиях [253]. Точно так же повышение градиента рН отрицательно воздействовало на эффективность антибиотиков [227, 273]. Так же, используя флуоресцентные методы исследования и транспортные гены, выявлено, что в областях биопленки со сниженным количеством питательных веществ, бактериальные клетки значительно замедляют темп своего роста и уровень метаболизма [98, 241, 242]. Поскольку все антимикробные средства более эффективны в отношении активно растущей клетки, это замедление роста также способствует устойчивости биопленки к антимикробному препарату [82].

Изменение генетической экспрессии. Множество исследований продемонстрировали различия в экспрессии гена в пределах биопленки и планктонных бактерий. Было установлено, что увеличенная экспрессия определенных для биопленки генов устойчивости может способствовать снижению чувствительности к антимикробным препаратам [51, 75].

4) Наличие субпопуляции (persisters). Возникло предположение, что в пределах гетерогенного населения биопленки может существовать маленькая субпопуляция клеток (persisters). Считается, что эти клетки выполняют уникальную защитную функцию (фенотипически определенную, родственную формированию споры), которые служат очагом для регенерации биопленки после антимикробного лечения [167, 178, 212, 250]. Детальное изучение биологии, генетики выживающих единичных клеток после воздействия антимикробных препаратов позволило открыть особый субфенотип популяций-персистеров (persister’s cell).

Персистеры - это альтруистические клетки, которые образуются в стационарной фазе роста, они метаболически не активны и обеспечивают выживание материнской популяции в присутствии летальных для всех клеток факторов [70, 167]. В биопленках эта субпопуляция составляет 1–5% от всей клеточной массы [63]. Формирование таких клеток зависит от степени роста популяции, в лог-фазе культура не образует или образует очень небольшую долю персистеров, их количество увеличивается к стационарной фазе. Образование субпопуляции обратно зависимо от уровня метаболической активности всех клеток биопленки, а также от действия экзогенных неблагоприятных факторов. Фенотип персистеров характеризуется интересной биологией, они замедляют все физиологические процессы и становятся толерантными к действию разных факторов, в том числе и к воздействию антимикробных препаратов [63, 167]. Существуют исследования в поддержку этой гипотезы, которые отмечают, что некоторые фракции биопленки остаются незатронутыми, несмотря на длительную антибиотикотерапию [75, 152].

Не до конца изучена восприимчивость биопленок к врожденной иммунной системе. Врожденная иммунная система является первым оборонительным рубежом против бактериального микробного обсеменения и инфекции [188]. Эта система является многоярусной и охватывает факторы, которые предотвращают бактериальную адгезию к слизистой, ограничивают бактериальный рост.

Становится все более и более очевидно, что патогенные бактерии используют очень эффективные способы расстроить и дезинформировать системы защиты организма, чтобы колонизироваться и вторгнуться в человеческие ткани [64].

Одна такая стратегия заключается в том, чтобы посредством образования толстых биопленок предотвращать узнавание и инактивацию антимикробными молекулами и фагоцитами [50, 136, 219].

На данный момент предложено несколько механизмов устойчивости биопленок по отношению к системам защиты организма:

1) инактивация или супрессия определенных протеаз лейкоцита матричными или бактериальными компонентами биопленки;

2) снижение способности лейкоцитов фагоцитировать бактерии за счет компонентов матрицы;

3) наличие общих регуляторов реакции и кворума, сигнализирующих и способствующих увеличению устойчивости биопленок к воздействиям лейкоцитов;

4) наличие генетически детерминированных механизмов, приводящих к увеличению устойчивости к компонентам врожденной иммунной системы.

Walker et al. [109] показал, что когда организм не в состоянии ликвидировать инфекцию, нейтрофилы могут служить биологической матрицей, облегчающей и способствующей формированию биопленки. Также было проведено несколько исследований, направленных на изучение активности продемонстрировано, что микробные клетки, входящие в структуру биопленки, менее восприимчивы к определенным пептидам антибактериальных препаратов, чем планктонные клетки [50, 184, 189, 219, 248]. Несмотря на низкую активность некоторых пептидов к биопленкам, недавнее исследование Singh et al. [49] продемонстрировало, что лактоферрин, второй наиболее распространенный антимикробный пептид после лизоцима, может предотвращать начальное развитие бактериальных пленок.

Лактоферрин - первоначально идентифицированный, как молочный белок [162], в наибольшей концентрации обнаружен в эпителии и секретируется слизистой оболочкой наряду со многими другими антимикробными веществами.

Его секреция особенно интенсивна в верхних дыхательных путях, на слизистой оболочке желудка, слизистой половых органов, и усиливается благодаря действию физиологического стресса [149, 175, 180]. Лактоферрин также присутствует в более низких концентрациях в ядрах и гранулах нейтрофилов [58, 137]. Именно по этой причине многие исследователи полагают, что уровень лактоферрина может служить маркером воспаления [65, 214].

Лактоферрин, как показали исследования, обладает разнообразными антимикробными свойствами против широкого диапазона бактерий, грибов, вирусов и простейших. Большая часть этой активности, как первоначально думали, была потенциирована способностью лактоферрина связывать железо (важное питательное вещество для микробного роста), хотя бактериостатические свойства лактоферрина, в основном, «железозависимы». Недавние исследования продемонстрировали независимую от железа бактерицидную активность этого пептида [148]. Эту антипатогенную активность лактоферрина связывают с образованием активного продукта его распада. Предполагают, что его механизм действия подобен другим амфифильным катионным пептидам, которые могут непосредственно связываться с мембраной микробной клетки и разрушать как саму мембрану, так и нарушать ультраструктуру клетки [147, 169, 176, 266].

Дефицит в уровне или активности лактоферрина, как предполагают, частично объясняется склонностью формирования биопленок при хронических заболеваниях, таких как муковисцедоз. В 1993 Britigan et al. показал, что протеолитическая активность лактоферрина была значительно снижена в легких больных муковисцедозом. Позже Rogan et al. (2004) установил, что низкая активность лактоферрина в этом случае была связана с воздействием другой эластолитической протеазы-катепсина. Было показано, что у катепсина, который расщепляет и инактивирует лактоферрин, уменьшая его антибактериальное действие, была более высокая активность у пациентов с положительной реакцией на P. aeuroginosa. Хотя пусковой механизм увеличения активности катепсина неизвестен, исследователи полагают, что бактериальный липополисахарид и цитокины могут быть вовлечены в этот процесс [118, 213].

Несмотря на высокую концентрацию лактоферрина в секрете верхних дыхательных путей и его защитной роли против широкого спектра инфекционных агентов, совсем немного известно о роли, которую он играет в развитии ХРС.

Анализ отделяемого из носа пациентов с острым и рецидивирующим риносинуситом предполагает, что секреция лактоферрина увеличена при этом заболевании [53, Еще три иммуногистохимических исследования субъективно продемонстрировали более интенсивное окрашивание подслизистых желез в слизистой оболочке носа пациентов с ХРС, предполагая также повышенную секрецию лактоферрина [181, 279]. Однако на данный момент не существует исследований, целью которых было бы изучение уровня лактоферрина в слизистой оболочке пациентов с ХРС.

Несмотря на возрастающий интерес к биопленкам в научном обществе, ограниченное количество исследований коснулось роли этих структур в этиологии хронических риносинуситов. Хотя все эти исследования продемонстрировали наличие биопленок на слизистой оболочке носа и околоносовых пазух пациентов с ХРС, сохранялись проблемы относительно используемых методик обнаружения. Кроме того эти исследования были главным образом описательными и не изучали влияние биопленки на клиническую картину заболевания.

Первое исследование, предполагающее наличие биопленки на слизистой оболочке пазухи пациентов ХРС, было описательной работой, опубликованной Cryer et al. в 2004 [116]. Это небольшое исследование 16 пациентов с ХРС, которым проводилось консервативное и хирургическое лечение, после чего с помощью растровой электронной микроскопии проводился анализ слизистой оболочки пазух на наличие биопленок. Важно отметить, что структуры, напоминающие фактические бактериальные элементы, были замечены только в одном из этих четырех анализов. Несмотря на нехватку неопровержимых доказательств о наличии биопленки на слизистой оболочке пазухи, авторы пришли к заключению о существовании биопленок у больных с ХРС затяжного течения. Далее они выдвинули гипотезу, что эти структуры могут объяснить устойчивость данной нозологической формы к лечению.

Подобные предварительные исследования, использующие растровую электронную микроскопию, были изданы в 2005 году. Ramadam et al. [225] сообщил о биопленке стафилококкового типа у всех 5 пациентов с ХРС, которых они обследовали так же с использованием растровой электронной микроскопии.

Согласно авторам обнаружение биопленки достигалось лишь при использовании строгих морфологических критериев РЭМ, как описано в литературе, на которую они ссылаются, а так же сравнивая эти изображения, которые они получили с «сотнями фотографий биопленки». К сожалению, десять литературных источников, на которые ссылаются авторы, не содержали морфологические критерии РЭМ для обнаружения биопленки. Кроме того два из включенных в библиографию источника не упоминали о структуре биопленок вообще [91, 277], и только два использовали софокусную лазерную микроскопию или флуоресцентную микроскопию, как метод исследования [252, 277]. В своих исследованиях авторы обращают внимание на некоторые возможные ограничения использования РЭМ для визуализации биопленки. Они признают, что артефакты, являющиеся результатом обезвоживания и связывания с белком, которые сопровождают стандартную подготовку РЭМ, могут быть перепутаны с биопленками и поставить вопрос о небрежном удалении биопленки жестким процессом подготовки РЭМ.

Другое раннее исследование с помощью электронной микроскопии также показало, что биопленки были обнаружены не только на слизистой оболочке пазухи. Perloff et al. [210], визуализируя многоклеточный синцитий, покрытый внеклеточной матрицей на всех лобных стентах, удаленных после операции у пациентов с ХРС. При сравнении этих структур с известными изображениями биопленок, а так же со структурами на стерильных стентах при культивировании in vitro на них микроорганизмов способных, образовывать биопленки, были обнаружены сходства. Отсутствие этих структур на стентах, которые не содержали культуру с бактериями in vitro, поддерживало гипотезу автора, что стенты лобной пазухи могут служить резервуаром для биопленок.

Хотя предшествующие исследования показали значительные успехи в изучении биопленок в области ринологии, небольшой размер выборки и нехватка контрольных групп не позволили сделать точный вывод о роли биопленок в патогенезе ХРС. Perloff и Palmer (2005) создали модель биопленки у белых кроликов [209]. В этом исследовании они последовательно создавали синусит в каждой из 22 верхнечелюстных пазух, привитых синегнойной палочкой.

Абсолютная корреляция, которую они наблюдали между макроскопическими особенностями синусита и наличием биопленок на РЭМ, и отсутствием любых биопленок в контрольных группах усиливала возможную причинную связь бактериальных пленок и ХРС. Исследование Juan et al. в 1995 году показало, что, несмотря на отсутствие макроскопических признаков синусита у белых кроликов из Новой Зеландии, у 70% из них были обнаружены гистологические изменения, характерные для синусита и наличие патогенной микрофлоры [164].

Таким образом, современное осмысление биологии существования микроорганизмов, их поведение как колониально-социальных организмов позволяет иначе рассматривать процессы, лежащие в основе течения инфекции.

Форма существования микроорганизмов в виде биопленок – это эволюционно выгодный способ надклеточной организации патогенных, условно-патогенных прокариот при паразитировании макроорганизма.

Кроме того, при обследовании важно доказать наличие бактериальных пленок на слизистой оболочке пациентов с ХРС, а так же установить клиническую значимость и причину их возникновения. Исследование уровня пептидов биопленки, таких как лактоферрин при хронических заболеваниях, таких как ХРС, может дать толчок пониманию патогенеза хронического заболевания, вызванного биопленкой.

1.3. Генетические аспекты этиопатогенеза хронического риносинусита До 15 % взрослого населения в мире страдают различными формами синусита. Хронический риносинусит (ХРС) – один из 10 самых распространенных диагнозов в амбулаторной практике [46].

Хронический риносинусит может быть подразделен на 2 группы: ХРС без ПН (полипоз носа) и ХРС с ПН – ХПРС (хронический полипозный риносинусит).

Хронический полипозный риносинусит - мультифакторное заболевание, при котором поражается слизистая оболочка носа и околоносовых пазух, вовлекаются иммунные и противовоспалительные механизмы, приводя к формированию хронического воспалительного процесса и образование полипозной ткани.

Первенство в развитии анатомии, физиологии и патологии околоносовых пазух отдано Walter Messerklinger и H. Stammberger, из Австрии, их работа о вентиляции решетчатых клеток была ключевой для понимания анатомии боковой стенки полости носа и его мукоцилиарного транспорта, сообщения околоносовых пазух с полостью носа [124, 245]. В нашей стране И.В. Корсаков (1936) доказал почти полную одновременность в развитии поражения слизистой оболочки полости носа и околоносовых пазух, что стимулировало развитие хирургии околоносовых пазух.

К середине ХХ столетия накопились большие познания в иммунологии, служащие для дифференцирования и понимания аллергической и неаллергической природы патологических процессов в слизистой оболочке. В 30е годы впервые появились работы, авторы которых пытались связать патогенез полипозных процессов полости носа с аллергией. В нашей стране одним из первых об аллергической природе носовых полипов писал И.В. Корсаков (1936) в работе «Роль серозного воспаления придаточных полостей носа в происхождении носовых полипов». Он выдвинул гипотезу, согласно которой, так называемое, серозное воспаление и аллергия являются тождественными. В дальнейшем исследователи пытались найти компромиссное решение в определении инфекционной или аллергической природы носовых полипов. В связи с этим большое значение придавалось изучению бактериальной аллергии. Именно инфекцию многие считали источником аллергизации организма, приводящей к развитию полипозного процесса в полости носа.

В 70-е годы появилось большое количество работ, придающих значение аутоаллергии в происхождении полипозного риносинусита. Было отмечено, что при ХПРС снижена иммунологическая реактивность организма. Таким образом, история развития различных этиопатологических концепций хронического риносинусита насчитывает сотни лет.

Нос и окружающие его воздушные полости – структурно и функционально сложно устроенный орган верхних дыхательных путей. Это ворота для входа воздуха в систему органов дыхания. Полость носа является не только главным органом обоняния, но также фильтрует, нагревает, и увлажняет вдыхаемый воздух прежде, чем он войдет в более дистальные дыхательные пути и альвеолярную паренхиму легкого [78]. Нос – важнейший фильтр дыхательных путей, так как он эффективно поглощает водорастворимые и реактивные газы и пары, улавливает поллютанты и воздушно-капельные ксенобиотики [72]. Играя роль "кондиционера" и "защитника" нижних дыхательных путей, нос уязвим для острой или хронической инфекции, вызванной воздействием воздушнокапельных ксенобиотиков или возбудителей инфекции [85, 142].

Высокий уровень ферментов биотрансформации в слизистой оболочке носа вынудил Jeffrey et al. (2006) сравнить нос со “второй печенью”, расположенной во биотрансформации, происходящих в печени и в полости носа [161].

молекулярной генетики с современных позиций рассматривают ХПРС как заболевание, связанное с множеством этиологических и патофизиологических факторов, которые могут быть местными и системными. Понимание этих условий важно для адекватного лечения и контролирования болезни. Анатомические аномалии полости носа, блокирующие соустья околоносовых пазух (нарушающие дренажную и оксигенационную функции, транспортную способность реснитчатого эпителия), рецидивирующий острый риносинусит, аллергический ринит, иммунодефицит, заканчивающийся ростом патогенов, могут предрасполагать пациента к ХПРС.

Бронхиальная астма, врожденный или приобретенный иммунодефицит могут способствовать формированию ХПРС.

противовоспалительным препаратам (“непереносимость аспирина”), встречается полипозный риносинусит, по данным рентгенографии у 96% находят воспаление слизистой оболочки околоносовых пазух. Пациенты с непереносимостью аспирина, астмой, и носовыми полипами (“аспириновая триада”) часто люди в возрасте около 40 лет, не являющиеся аллергиками.

О генетической предрасположенности стали говорить, после того как заметили, что эта патология накапливается в семьях. В исследовании Rugina et al.

[114], больше чем половина из 224 пациентов с ХПРС (52 %) имели положительный наследственный анамнез. Диагноз ХПРС подтверждался объективным осмотром оториноларинголога или хирургическим лечением в прошлом. Ранее Greisner et al. [138] определил более низкий процент наследования (14%) в группе взрослых пациентов с ХПРС. Помимо генетических, внешние факторы окружающей среды, вероятно, влияют на формирование носовых полипов. Так в случае однояйцовых близнецов ХПРС не всегда развивается у обоих сибсов [179, 233]. В исследовании Drake-Lee A. et al.

полипозный синусит описывается у идентичных близнецов, но такая распространенность носовых полипов может встречаться чаще, чем описана в литературных материалах. В 2008 году A. Delagranda et al. обнаружив полипозный синусит у 13 из 99 членов одной семьи (19,5%) в сравнении с 21% распространенности ХПРС во Франции, предложили аутосомно-рецессивный характер наследования [103]. Таким образом, эти результаты предполагают наследственный фактор в патогенезе ХРС. Однако, работы, посвященные изучению генетических факторов разрозненны и минимальны.

На молекулярном уровне при хроническом риносинусите имеет место поляризация T-1-хелперов лимфоцитов (Th1) с высокими уровнями интерферона (INF) и бета - трансформирующего фактора роста (TGF-). При хроническом полипозном синусите отмечается поляризация Th2 –лимфоцитов с высокими концентрациями интерлeйкина 5 (IL-5) и иммуноглобулина E (IgE).

При ХПРС имеется более чем 10-кратное увеличение IgE и эозинофильная инфильтрация. Экспрессия IL-4, IL-5, и эотаксина, наблюдающаяся локально в структуре полипов, является критерием наличия у пациента атопии [228].

Патогенез носового полипоза до сих пор окончательно не выяснен.

Большинство ученых полагает, что полипы - проявление хронического воспаления. Последние исследования продемонстрировали, что TNF- (фактор некроза опухоли), IL – 1, VCAM-1 (внутриклеточная молекула адгезии) и эотаксин присутствуют в большинстве носовых полипов, например, в эпителии, эндотелии, фибробластах, макрофагах, лимфоцитах, и что наиболее важно, эозинофилах [67]. Благодаря последним открытиям в молекулярной биологии ученые смогли объяснить роль воспалительных медиаторов в развитии классических гистопатологических признаков носового полипоза: лимфоцитоза, эозинофилии и отека. TNF- продуцируется преимущественно макрофагами и Тлимфоцитами [88]. Первоначально идентифицированный для цитотоксической активности и активности противоопухолевого иммуного ответа, этот цитокин играет ключевую роль во множестве иммунологических процессов, включая внутриклеточных инфекционных агентов [270]. TNF- способствует выработке VCAM-1 и NF-кВ (транскрипционный фактор) в фибробластах носовых полипов [111, 267]. Увеличенный уровеньVCAM-1 найден в ткани носовых полипов [92, 111]. Основная его функция - обеспечение адгезии лимфоцитов, моноцитов и эозинофилов к активированному эндотелию с последующей их экстравазацией и миграцией в очаг воспаления. При НП фибробласты продуцируют VCAM-1, экспрессия которого осуществляется через зависимый путь NF-кВ. В ходе других исследований была выявлена прямая зависимость между уровнем VCAM-1 и TNF- при НП [107, 274]. Наконец, TNF- увеличивает секрецию хемокинов, которые привлекают эозинофилы в слизистую оболочку полипа, стимулирует продукцию эотаксина. Недавние исследования продемонстрировали, что патогенез носового полипоза связан с SNP (однонуклеотидный полиморфизм), расположенном в -308 положении промоторной области гена TNF- на хромосоме 6. Наличие гомозиготного аденина или гетерозиготного A/G генотипа индуцирует синтез белка TNF-. Высокая концентрация этого воспалительного медиатора приводит к повышенной выработке интегринов на поверхности лимфоцитов и эозинофилов. Взаимодействие интегринов этих клеток воспаления с VCAM- приводит к адгезии на эндотелиальной поверхности венулы. RANTES (Regulated upon Activation, Normal T-cell Expressed, and Secreted) и эотаксин, два хемокина, которые присутствуют в ткани носовых полипов и приводят к миграции эозинофилов в собственную пластинку полипа. Усиленный выброс MBP (основной белок миелина) этими эозинофилами вызывает увеличенное поглощение натрия клетками слизистой оболочки носа и отек [67].

В последние годы несколько исследований привлекли внимание к факторам роста в носовых полипах [113, 222]. Патологические клетки, выявляющиеся под утолщенной базальной мембраной как при астме, так и при полипозе носа отсутствуют в образцах «здоровой» слизистой оболочки бронхов и носовой полости [120, 198, 199, 201]. Эти клетки – миофибробласты (активированные фибробласты). Миофибробласты выявляются при многих патологических состояниях, в том числе и при НП. При нарушении процессов репарации миофибробласты не подвергаются апоптозу, что приводит к развитию фиброза [200]. При полипозе носа наивысшая плотность миофибробластов отмечается у ножки полипа. Этот участок, где, как предполагается, полип «растет», также отличается наивысшим содержанием TGF--секретирующих (TGF-+) клеток (транспортирующие факторы роста) Высокий уровень TGFобеспечивается секрецией инфильтрирующих ткань эозинофилов и, вероятно, эпителиоцитов [113, 121]. Эпителий полипа может быть переведен в «репаративный фенотип» постоянным высвобождением пролиферативных и профибротических медиаторов. Принимая во внимание то, что TGF- необходим для дифференцировки миофибробластов, необходимо отметить, что этот фактор также индуцирует рецепторы к PDGF (тромбоцитарный фактор роста) на миофибробластах. Среди других медиаторов, имеющих значение в активации и пролиферации миофибробластов, следует назвать TGF-, EGF (эпидермальный фактор роста), GM-CSF (колоние стимулирующий фактор), FGF (фактор роста фибробластов) [200].

Анализ имеющихся зарубежных литературных данных позволяет выделить несколько групп кандидатных генов, генов детоксикации, антиоксидантной защиты, продукты экспрессии которых, могут иметь непосредственное отношение к развитию ХРС.

Генетические факторы оказывают влияние на экспрессию гена цитокина.

При ХРС слизистая оболочка показывает накопление клеток воспаления с производством многочисленных провоспалительных цитокинов [125].

Интерлeйкин 1 (IL-1) является центральным цитокином, вовлеченным в большинство воспалительных реакций. В носовых полипах интерлeйкин регулярно продуцируется эпителиальными клетками и макрофагами, и, согласно данным зарубежной литературы, активность IL-1 играет ключевую роль в формировании НП [111, 172, 205, 224]. Интерлeйкин 1 активизирует Тлимфоциты и моноциты, регулируя положительно экспрессию молекул адгезии, высвобождает многочисленные цитокины и связанные с воспалением белки, которые модулируют каскад воспалительных реакций. У людей IL-1 существует в 2 формах, IL-1 (ген IL1A [OMIM 147760]) и IL-1 (ген IL1B [OMIM 147720]) и расположен на 2-й хромосоме [87, 96]. Результаты исследования in vitro предполагают, что генетическое влияние на полиморфизм гена цитокина может быть связано с восприимчивостью ко многим воспалительным заболеваниям [86].

Ряд ученых продемонстрировали, что полиморфизм гена IL1A связан с аллергическим статусом без астмы [260], с астмой и хроническим полипозным риносинуситом [261] и с периодонтитом [259].

Фактор некроза опухоли (TNF) является важным провоспалительным цитокином, в основном, секретируемым моноцитами, макрофагами, и клетками [205]. Ген TNF (TNF; OMIM 191160) расположен в полиморфной области основного комплекса гистосовместимости хромосомы 6. Это определяет диапазон защитных воспалительных и иммуномодулирующих задач TNF [205]. По данным ряда исследователей TNF предположительно вовлечен в патогенез разнообразных патологий, включая усиленную восприимчивость к инфекциям, аутоиммунные нарушения, неоплазии, нейродегенеративные заболевания, лекарственную непереносимость [205], астму [265].

При аллергическом хроническом полипозном синусите имеется более неаллергическом ХПРС [111]. TNF, так же как ИЛ1- (IL-), регулирует экспрессию VCAM-1, таким образом, увеличивая инфильтрацию лейкоцитов в слизистой оболочке полости носа [112, 119]. Ген TNF- находится в III классе главного комплекса гистосовместимости [269]. Известно, что, по крайней мере два полиморфизма в этой области контролируют производство TNF-. Одна из позиций -308 - основная пара в промоторной области TNF- гена [237], длякоторой 2 аллель (TNF2) связана с высоким конституционным и индуцированным уровнями TNF- [105]. Вторая позиция - в интроне 2/экзон 3 из гена TNF-. В разных исследованиях интрон 2/экзон 3 TNF- гена с двумя полиморфными аллелями связываются с высоким или низким уровнями секреции TNF- мононуклеарами [61, 215].

Полиморфизм генов TNF описан в связи с различными патологиями:

аутоиммунные болезни, сепсис [60, 226], астма [57, 59, 194], хронический бронхит, лейшманиоз [217], пустулезное высыпание [216].

Kazuhiko Takeuchi et al. (2000), обнаружили значительно более высокую частоту генного полиморфизма (P0,05) Hoнаблюдаемая и He ожидаемая гетерозиготность соответственно;

Пирсона и достигнутый уровень значимости для теста на РХВ (df=1);

* - Статистически значимые отклонения частот генотипов от РХВ.

3.4.2. Анализ ассоциации полиморфизмов исследуемых генов с предрасположенностью к полипозному этмоидиту.

В таблице 17 представлены результаты сравнительного анализа частот аллелей изучаемых полиморфных генов между контрольной группой и группой больных полипозным этмоидитом. Сравнительный анализ частот аллелей выявил между группами больных полипозным этмоидитом и здоровых, статистически значимую ассоциацию вариантного аллеля 105Val гена GSTP1 с повышенным риском развития полипозного этмоидита (OR=0,65 95%CI 0,42–1,00, p=0,05).

Сравнительный анализ частот аллелей ДНК-маркеров между группами больных полипозным этмоидитом и здоровых индивидов Ген его локализация Аллели* Больные Контрольная TGF * Вариантные аллели (мутации) представлены в нижних ячейках соответствующих ДНК-маркеров.

В связи с тем, что анализ аллелей исследуемых генов не дает полного представления о характере взаимодействия изучаемых полиморфизмов с предрасположенностью к болезни, нам представляется актуальным оценить влияние генотипов данных генов на риск формирования полипозного этмоидита.

Частоты генотипов изучаемых полиморфизмов генов представлены в таблице 18. Частота делеционного полиморфизма del/del GSTТ1 (OR=1,99 95%CI 1,01–3,93, p=0,0438) была выше в группе больных полипозным этмоидитом.

Отсутствие нормального полиморфизма + GSTТ1 обусловливало повышенный риск развития полипозного этмоидита (OR=1,99 95%CI 1,01–3,93, p=0,0438). При сравнительном анализе мы обнаружили статистически достоверное различие по одному полиморфному ДНК – маркеру. Частота вариантного аллеля гена GSTT была достоверно выше в группе больных полипозным этмоидитом.

Распределение генотипов изучаемых ДНК-маркеров у больных полипозным TGF 3.4.3.Исследование полового диморфизма в проявлении ассоциаций исследуемых ДНК - маркеров с предрасположенностью к полипозному При мультифакториальных заболеваниях фенотипические эффекты кандидатных генов проявляют половые различия по распространенности в популяции [7, 11]. В связи с этим, представляется актуальным провести анализ полиморфных вариантов изучаемых нами генов с предрасположенностью к исследуемому заболеванию раздельно для мужчин и женщин.

В таблице 19 представлены результаты сравнительного анализа частот генотипов генов ферментов биотрансформации ксенобиотиков и генов факторов роста у мужчин. Частота функционально неполноценного генотипа del/del GSTT была выше в группе мужчин, больных полипозным этмоидитом (OR=2,63, 95%CI 1,10–6,27, p=0,03), отсутствие же нормального полиморфизма + GSTT ассоциировалось с повышенным риском развития полипозного этмоидита у мужчин (OR=2,63, 95%CI 1,10–6,27, p=0,03).

Распределение частот генотипов полиморфных вариантов генов в группе больных полипозным этмоидитом и здоровых мужчин TGF Как видно из представленных результатов в таблице 20, статистически достоверных различий получено не было в группе женщин.

Распределение частот генотипов полиморфных вариантов генов в группе больных полипозным этмоидитом и здоровых женщин.

GSTM GSTT TGF 3.4.4. Анализ ассоциаций парных межгенных комбинаций исследуемых генетических маркеров с риском развития полипозного этмоидита Изучаемые нами полиморфные варианты генов регулируют различные процессы, происходящие в организме в целом и в носовой полости в частности.

Они являются четкими, скоординированными и многоступенчатыми. Исходя из этого, нормальное функционирование одного гена и патологическое влияние другого гена на одном и том же этапе может привести к сбою физиологических реакций и биохимических процессов. В связи с чем является актуальным изучение сочетаний различных генотипов и особенностей взаимодействия исследуемых полиморфных генов между собой и их влияние на развитие полипозного этмоидита.

В данном исследовании нами были изучены ассоциации различных комбинаций генотипов CYP1A1, TGF1B, EGF, GSTP1, GSTT1, GSTM1 с риском развития полипозного этмоидита (Приложение Б).

Как видно из таблицы 21, ассоциаций парных комбинаций генотипов с полипозным этмоидитом формировались посредством взаимодействия следующих 12 локусов: GSTP1 105II, GSTP1 105VV, TGF1B 509CС, TGF1B 509CT, EGF 61GA, EGF 61GG, GSTT1 del, GSTT1 +, GSTM1 +, GSTM1 del, CYP1A1 462II, CYP1A1 462IV.

Ассоциации парных межгенных комбинаций генотипов с предрасположенностью к Наиболее патогенетически важными межгенными взаимодействиями, определяющими предрасположенность к полипозному этмоидиту были следующие комбинации генотипов: GSTP1 105VV CYP1A1 462II (OR=8,61), TGF1B 509CT GSTT1 del (OR=7,58), EGF 61GG GSTT1 del (OR=2,84), EGF 61GG CYP1A1 462IV (OR=6,32), GSTT1 del CYP1A1 462IV (OR=7,45), GSTT1 + GSTM1 del (OR=2,25).

Протективными в отношении риска развития полипозного этмоидита были парные межгенные сочетания генотипов: GSTP1 105II TGF1B 509CC (OR=0,45), GSTP1 105II GSTT1 + (OR=0,53), GSTP1 105VV TGF1B 509CС (OR=0,00), TGF1B 509CC CYP1A1 462II (OR=0,53), GSTM1 del CYP1A1 462IV (OR=0,23).

Таким образом, при исследовании комплексной вовлеченности генов в патогенез хронического полипозного этмоидита (генов ферментов 1 и 2 фаз биотрансформации ксенобиотиков, генов белков-факторов роста) выявлено, что рисковой значимостью обладают вариантный аллель 105Val гена GSTP1 и функционально неполноценный полиморфизм del/del GSTT1, а нормальный полиморфизм + GSTT1 является фактором резистентности. При полипозном этмоидите выявлена значительная эозинофилия слизистой оболочки. Число эозинофилов значительно выше у данной группы больных, чем их содержание в секрете полости носа здорового человека. Содержание оксидантов в высоких концентрациях в полипозной ткани может привести к скоплению значительного количества клеток воспаления (эозинофилов, нейтрофилов, макрофагов, лимфоцитов). Оксидантный стресс – ключевой механизм воспаления. Регуляция оксидантной системы происходит за счет антиоксидантной системы, функционирование которой определяется генетическими факторами. Семейство генов GST регулирует деятельность антиоксидантной системы, влияет на синтез цитокинов, каскад арахидоновой кислоты, способствует хронизации воспалительного процесса и образованию полипозной ткани.

ГЛАВА IV. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Хронический риносинусит является мультифакторным заболеванием. Это результат взаимодействия как процессов происходящих внутри организма, так и воздействия факторов внешней среды. Множество ученых сходятся во мнении, что основными этиологическими факторами в развитии данной патологии может выступать как генетически опосредованные механизмы, бактериальные агенты, грибы, так или иначе приводящие к развитию хронического воспаления в слизистой оболочки носа и околоносовых пазух, и при определенных условиях инициируя рост полипов. До конца остается не известным, почему в некоторых случаях хроническое воспаление приводит к росту и формированию полипов, а в других – этого не происходит. Мы постарались изучить, на наш взгляд, наиболее важные звенья в этой патологической цепи и разобраться в этиологических факторах, инициирующих этот патологический процесс.

Решетчатый лабиринт занимает центральное положение в общей структуре околоносовых пазух и наиболее часто вовлекается в воспалительный процесс.

Анатомическое строение решетчатого лабиринта очень индивидуально и вариабельно. До настоящего времени не проводилось сравнительного анализа особенностей строения решетчатой кости у страдающих этмоидитом пациентов.

На основании проведенного нами анализа результатов компьютерного исследования головного мозга и ОНП у 869 пациентов с синуситом было установлено, что в большинстве случаев (64,3%) поражены клетки решетчатого лабиринта. При этом наиболее часто встречалось сочетанное поражение клеток решетчатой кости и других ОНП (47,9%), нежели чем изолированная форма этмоидита (16,4%), что еще раз подтверждает значимость пазух решетчатой кости в формировании воспалительного процесса и его распространении. Второй по частоте встречаемости является верхнечелюстная пазуха как при сочетании с воспалением клеток решетчатой кости (34,4%), так и без явлений этмоидита (19,05%).Эти данные еще раз подчеркивают важность выполнения компьютерной томограммы ОНП больным с подозрением на синусит. При выполнении лишь обзорного рентгеновского снимка ОНП провести дифференцировку клеток решетчатого лабиринта и определить степень вовлеченности их в воспалительный процесс редко представляется возможным. Поэтому в большом количестве литературных источников наиболее часто встречающимся является воспаление верхнечелюстной пазухи, а не клеток решетчатого лабиринта.

Необходимо отметить, что двухсторонний изолированный воспалительный процесс в решетчатой кости встречался почти в 2 раза чаще (10,47%), чем односторонний (5,87%). Это, вероятно, объясняется сложной архитектоникой решетчатого лабиринта, при котором большинство ячеек сообщаются друг с другом, что приводит к распространению инфекции. Данное предположение подтверждается еще и тем фактом, что при формировании двухстороннего этмоидита воспалительный процесс в других вовлеченных пазухах тоже чаще двухсторонний. Мы предполагаем, что это связано со сложной дренажной системой ОНП, при которой решетчатый лабиринт является центральным звеном и через него осуществляется большая часть дренажной функции ОНП. Важно отметить, что при одностороннем поражении клеток решетчатой кости, чаще встречается одностороннее поражение и других ОНП. При этом воспалительный процесс может затрагивать ОНП как одноименной стороны, так и противоположной. Возможно, в данном случае имеет значение не только особенности строения решетчатого лабиринта, но и полости носа в целом, создавая тем самым условия для распространения воспалительного процесса именно в этом направлении.

Другим фактом, подтверждающим центральную роль решетчатого лабиринта в процессах воспаления, является преобладание одностороннего характера поражения ОНП без вовлечения клеток решетчатой кости. При этом необходимо оценивать состояния ОНП с обязательным эндоскопическим осмотром полости носа, для выявления особенностей строения латеральной стенки и состояния клапана носа.

В ходе анализа степени вовлеченности клеток решетчатого лабиринта в воспалительный процесс были выделены 5 основных групп: передний этмоидит, задний этмоидит, тотальный этмоидит, «мозаичный» этмоидит и изолированное воспаление клетки. Наиболее часто вовлекаемыми в воспалительный процесс оказались передние клетки решетчатого лабиринта. Это, возможно, связано с преобладанием в количественном составе этих клеток по отношению к остальным клеткам решетчатой кости.

Если рассматривать 5 основных форм строения [35] решетчатой кости в зависимости от положения бумажных пластинок, то при переднем этмоидите преобладающей была прямоугольная форма (43%), второй по встречаемости была обнаружена симметричная форма с наружными стенками, вогнутыми в полость орбит (28,8%). Такая же картина наблюдалась при заднем этмоидите:

прямоугольная форма преобладала (52,6%). Мы считаем, что это может быть связано с тем, что прямоугольная форма является наиболее распространенной в популяции.

Форма решетчатой кости так же оказывает влияние и на строение ячеек. В ходе исследования нами была замечена закономерность, при которой при переднем и заднем этмоидите в структуре решетчатой кости преобладают перегородки первого порядка (77,5% и 76,5%) соответственно. При этом превалируют клетки крупного и среднего размера. При «мозаичном» этмоидите мы преимущественно наблюдали перегородки второго и третьего порядка, образующие при этом более мелкие клетки неправильной формы (77,8%). Мы предполагаем, что возможно из-за такой характерной формы ячеек (мелкие, неправильной формы) и процесс формирования воспалительного процесса мозаичный». Т.е. от особенностей строения клеток решетчатого лабиринта может напрямую зависеть характер и степень распространения воспалительного процесса.

распространения и степень резистентности к терапии, является бактериальный агент, вызвавший воспаление. В настоящее время общепризнано, что основной формой существования бактерий в естественных условиях являются связанные с поверхностью сообщества, получившее название биопленок. Биопленки обнаруживают более чем в 80% хронических инфекционных и воспалительных заболеваний, что позволило выдвинуть концепцию хронических болезней как болезней биопленок.

Используя методику люминесцентного микроскопирования, мы исследовали 50 пациентов ХБРС и 100 здоровых индивидов на предмет наличия биопленок в нативных мазках со слизистой оболочки среднего носового хода.

Бактериальные биопленки были обнаружены в 56% мазков больных ХБРС и ни в одном мазке в контрольной группе. При детальном рассмотрении данных бактериальных структур обращает на себя внимание наличие оболочки, отличающей биопленку от планктонных сообществ микроорганизмов. Наличие полимерной матрицы - продукта синтеза микроорганизмов, входящих в состав биопленки - служит своеобразным защитным барьером. Это помогает понять, почему антимикробные средства общего и местного действия не всегда приводят к успешным результатам лечения даже тогда, когда они нацелены на конкретный вид микроорганизма. Это также помогает объяснить, почему механическое удаление пленок методом промывания пазухи (когда разрушаются каналы и матрикс пленки) продолжает оставаться неотъемлемой составной частью лечения синусита.

Распределение больных и здоровых индивидов по гендерному признаку и возрасту не дало статистически достоверных различий. При сравнении клинической симптоматики, особенностей анамнеза так же достоверных различий в группе больных и здоровых индивидов выявлено не было. Необходимо отметить тот факт, что количество гнойного отделяемого у «биопленкоположительных» больных при пункции пазухи было наибольшим по отношению к количеству отделяемого у «биопленко-отрицательных» больных.

Несмотря на изобилие лактоферрина в слизистой дыхательных путей и его предполагаемой важности как первого оборонительного рубежа против широкого спектра внедрившихся инфекционных агентов, совсем немного известно о роли, которую он играет в патогенезе ХРС. В нашем исследовании у пациентов с ХБРС уровень секреторного лактоферрина в 126 раз ниже, чем в контрольной группе.

При этом в «биопленко-позитивной» группе уровень секреторного лактоферринав два раза ниже, чем в «биопленко-негативной» группе. Учитывая антипатогенную активность лактоферрина, можно предположить, что уменьшение его синтеза и производства у определенных людей может явиться причиной возникновения хронических инфекций, в частности ХБРС. Мы считаем, что снижение производства лактоферрина может быть вызвано биопленкой непосредственно или через вторичный медиатор, произведенный биопленкой. Этот факт подтверждает нашу гипотезу о том, что эти структуры могут играть важную роль в патогенезе ХРС.

Идентификация бактериальных биопленок в патогенезе ХБРС важна, как потенциальная терапевтическая цель в борьбе с данной патологией. В связи с этим необходимо разрабатывать новые подходы для идентификации и изучения биопленок, это прежде всего генотипирование, основанное на детекции специфических генов.

Хотя многие факторы могут быть вовлечены в этиологию полипозного этмоидита, основные звенья патогенеза остаются плохо изученными.

Исследования, в основном, посвящены изучению процессов, происходящих в полости носа и пазух: анатомических аномалий, обструкции соустья, нарушению транспорта ионов через мембрану эпителиоцитов слизистой оболочки, изменению проницаемости сосудов в зоне роста полипозной ткани, нарушению секреции тучных клеток [66, 97, 207]. Генетические факторы, предрасполагающие к полипозному этмоидиту и перечень генов, вовлеченных в регуляцию данных механизмов, еще полностью не определены.

бронхиальной астмы с полиморфизмами системы GST [2, 13, 133], есть работы зарубежных исследователей, посвященные изучению генов антиоксидантной системы у больных полипозным этмоидитом, но достоверные ассоциации не выявлены [173]. Исследование комплексной вовлеченности генов у больных полипозным этмоидитом проведено впервые.

Целью нашего исследования было изучение полиморфизма генов группы GST, а так же генов белков-факторов роста у больных полипозным этмоидитом и группы здоровых индивидов.

Обобщая полученные результаты, необходимо рассмотреть возможные патогенетические механизмы участия данных генов в реализации полипозного этмоидита. В нашем исследовании выявлено, что рисковой значимостью неполноценный полиморфизм del/del GSTТ1, а нормальный полиморфизм + GSTТ1 является фактором устойчивости к развитию изучаемой нами патологии носа и околоносовых пазух. Учитывая известные данные, что фенотипические эффекты кандидатных генов при мультифакториальных заболеваниях проявляют половые различия по распространенности в популяции, мы провели анализ полипозному этмоидиту отдельно для женщин и мужчин. Полученные результаты отражают выраженный половой диморфизм в отношении генетической компоненты подверженности к ХПРС. Исходя из полученных нами данных, функционально неполноценный генотип del/del GSTT1, который обусловливает дифференциации имел статистически достоверные различия только у мужчин.

Гены GSTM1, GSTT1 относятся к суперсемейству глутатион-S-трансфераз и кодируют ферменты второго этапа детоксикации, которые широко представлены во всех тканях и органах, в том числе и в легких, и в коже [15, 25, 30]. Тесным взаимодействием глутатион-S-трансфераз с другими ферментами детоксикации ксенобиотиков и антиоксидантной системы обеспечивается резистентность клеток и организма к токсическим веществам и продуктам перекисного окисления липидов, свободнорадикальному окислению [1, 15, 43]. Гены GSTM1, GSTT1, входящие в структуру протяженных делеций, достаточно распространенные в популяциях европеоидов, фактически блокируют in vivo синтез соответствующих ферментов [2, 168].Это позволяет предположить, что для носителей делеции гена GSTT1 и гетерозигот, повлекшей за собой утрату активности соответствующего фермента, существует вероятность дисбаланса процессов детоксикации экзогенных и эндогенных веществ, что повышает для них риск раннего развития заболевания.

Так же одним из патологических механизмов формирования полипозной ткани называют повреждение эпителия слизистой оболочки носовой полости повреждение клеток носового эпителия часто встречается при развитии носового полипоза, однако им не были названы этиологические предпосылки данного патогенетического звена [115]. Другие исследования показали, что в полипозной ткани содержатся эозинофилы и продукты их метаболизма [97, 126]. Число этих клеток было значительно выше, чем их содержание в нормальной ткани организма. В нашем исследовании цитограммы больных с хроническим полипозным синуситом с ОАА отличались высоким содержанием эозинофилов (+4). Цитологическая картина, наблюдаемая в слизистой оболочке у больных с хроническим полипозным синуситом без ОАА, включала небольшое количество эозинофильных гранулоцитов (+1,+2). Повышенный уровень IgE в сыворотке крови наблюдался у больных с хроническим полипозным синуситом как без ОАА, так и в группе с ОАА, но в разных процентных соотношениях. Таким образом ассоциация между увеличенным уровнем IgЕ и эозинофильным воспалением можно рассматривать, как один из патофизиологических механизмов развития хронического полипозного риносинусита. В некоторых работах показано, что содержание большого количества клеток воспаления в полипозной ткани (эозинофилы, нейтрофилы, мактофаги, лимфоциты) может привести к накоплению оксидантов в высоких концентрациях в ткани полипа [97, 126].

Оксидантный стресс, с формированием реативных свободных радикалов ключевой механизм воспаления. В физиологических концентрациях свободные радикалы выполняют разнообразные необходимые для организма функции:

внутриклеточная передача сигналов, активация транскрипции, пролиферация клеток, апоптоз [134]. Регуляция оксидантной системы происходит по средствам антиоксидантной системы, функционирование которой определяется генетическими факторами [143]. Возможно, неспособность к детоксикации свободных радикалов потенциирует хронизацию воспалительного процесса, запускает механизм альтерации эпителия посредством упомянутых выше механизмов. Даная патогенетическая цепь приводит к формированию отека на ранней стадии и повреждению эпителиальных клеток на поздней стадии.

Возможно, мутации данных генов лежат в основе развития «вазомоторной теории дисбаланса» [103]. Семейство генов регулирует деятельность антиоксидантной системы, защищая клетки от повреждающего действия свободных радикалов. GSTT1 и GSTM1 влияют на синтез цитокинов, которые участвуют в запуске арахидонового каскада с последующим производством провоспалительных цитокинов [143].

Исходя из этого, можно предполагать, что эта ассоциация является важным следствием множественности биологических функций глутатион-S-трансфераз и обусловлена их участием в синтезе метаболитов арахидоновой кислоты. В свою очередь это приводит к развитию хронического воспаления и влечет за собой формирование полипозной ткани.

При изучении полиморфизмов генов CYP1A1, EGF, TGF1 в развитии полипозного этмоидита статистически достоверных различий выявлено не было.

Оценка ассоциации отдельных полиморфных вариантов исследуемых генов не дает полного представления о характере их взаимодействий в патогенезе ХПРС.

Поэтому кроме анализа отдельных вариантов полиморфных генов в нашем исследовании была проведена оценка различных комбинаций генотипов этих генов с полипозным этмоидитом.

Половина комбинаций генотипов, которые обусловливали риск развития заболевания, были представлены делеционным полиморфизмом гена GSTT1 в комбинации со всеми изучаемыми генотипами. Возможно, биохимический дефект, возникающий при делеции гена GSTT1, более значим для реализации предрасположенности к полипозному этмоидиту. Тогда как присутствие функционально полноценного гена GSTT1, но в сочетании с делецинным генотипом гена GSTМ1, так же вызывает повышенный риск к развитию данного заболевания. Можно предположить, что соответствующие ферменты могут также метаболизировать различные по химической структуре молекулы, тогда именно субстраты для GSTМ1 могут быть триггерами полипозного этмоидита, а присутствие функционального генотипа GSTT1 никаким образом не оказывает влияния на сохранение состояния здоровья.

Более половины комбинаций генотипов, содержащих локус гена GSTP1, обладают протективными свойствами относительно развития полипозного этмоидита. Поскольку GSTP1 является ключевым ферментом второй фазы биотрансформации ксенобиотиков, снижение его активности может способствовать нарушению детоксикации реактивных метаболитов ксенобиотиков и продуктов окислительного стресса, их накоплению и повреждающему действию на ткани. Вероятно, именно этот патофизиологический механизм приводит к развитию ХПРС.

Таким образом, учитывая полученные результаты, можно сделать вывод, что фактором устойчивости к развитию полипозного этмоидита является сбалансированное сочетание вариантных генотипов ферментов суперсемейства глутатион-S-трансфераз.

ВЫВОДЫ

1. При анализе компьтерных томограмм 869 больных бактериальным синуситом, воспалительный процесс наиболее часто выявлялся в клетках решетчатого лабиринта (64,3%): передний этмоидит наблюдается в 47,8% случаев поражения; задний – 6,8%, тотальный – 7%, «мозаичный» – 33,9%, изолированное поражение одной клетки – 4,5%.

2. При возникновении двухстороннего этмоидита воспалительный процесс наиболее часто встречается в верхнечелюстной пазухе, затем в порядке уменьшения частоты в клиновидной и лобной пазухах.

3. При наличии прямоугольной формы строения решетчатого лабиринта с крупными клетками и преобладанием перегородок 1 порядка более вероятно развитие переднего или заднего этмоидита, тогда как при преобладании мелких клеток в структуре решетчатой кости с перегородками 2 и 3 порядка наиболее часто возникает «мозаичный» этмоидит.

4. В «биопленко-позитивной» группе пациентов с хроническим бактериальным риносинуситом уровень секреторного лактоферриа в 126 раз ниже, чем в контрольной группе и в 2 раза ниже по отношению к «биопленко-негативной»

группе. Это подтверждает участие лактоферрина в патогенезе хронического бактериального риносинусита.