Введение. Интерстициальный цистит/синдром болезненного мочевого пузыря (ИЦ/СБМП) определяется как воспаление мочевого пузыря с разнообразной и часто неизвестной этиологией. Описано много причинных факторов этого заболевания, однако современное понимание причинно-следственной связи все еще предполагает поражение уротелия токсичными веществами, аллергенами или бактериями из мочи, что может быть основной причиной развития воспалительного процесса во внутреннем слое стенки мочевого пузыря [1–5].
В целях лучшего понимания сложных механизмов, лежащих в основе ИЦ/СБМП, предложено несколько моделей на животных, в которых имитировались условия, когда в моче присутствует токсическое вещество [6]. В течение ряда лет использовали внутрипузырную инстилляцию акролеина, уксусной кислоты, сульфата протамина или введение циклофосфамида. При создании указанных моделей исходили из предположения, будто изменения происходят в мочевом пузыре и используемые агенты повреждают множество типов клеток, выходящих за пределы слизистого барьера. Эти модели полезны для лучшего понимания механизмов, лежащих в основе хронического воспаления и влияния на функцию мочевого пузыря [7, 8].
Однако на животных невозможно воспроизвести все симптомы, с которыми сталкиваются люди, поэтому необходимы более сложные модели, позволяющие имитировать симптомы и системные изменения, обнаруживаемые у пациентов с ИЦ/СБМП. Требуются исследования, в которых можно было бы соотнести полученные на животных моделях результаты с симптомами, выявляемыми у пациента, для формирования новых стратегий клинического ведения пациентов с этими функциональными болевыми расстройствами.
Цель исследования: изучить характер и выраженность реорганизации структурных элементов стенки мочевого пузыря на экспериментальных моделях ИЦ/СБМП на ультраструктурном уровне.
Материалы и методы. Экспериментальная модель ИЦ/СБМП создана на 22 белых новозеландских кроликах-самках массой 1500–2000 г. Содержание животных и экспериментальные исследования проводили с учетом правил по уходу и использованию лабораторных животных (NIH Guide for the Care and Use of Laboratory Animals) [9]. Для получения моделей ИЦ/СБМП в мочевой пузырь вводили раздражитель. В экспериментальной группе (n=15) в стенку мочевого пузыря вводили мочу из мочевого пузыря животного [6, 10]; в контрольной (n=7) – 0,9%-ный раствор NaCl. Животных выводили их эксперимента введением пентобарбитала в дозе 200 мг/кг. Из трансабдоминального разреза по средней линии выполняли цистэктомию. Осуществляли забор фрагментов стенки мочевого пузыря вблизи места инъекции мочи и физраствора и с противоположной стороны мочевого пузыря. Материал фиксировали в течение 15 мин смесью 2,5%-ного раствора глютаральдегида, 2,5%-ного раствора параформальдегида и 0,1%-ного раствора пикриновой кислоты на фосфатном буфере (рН=7,4). Затем на ночь помещали в свежую порцию фиксатора. Последующую постфиксацию проводили в 1%-ном растворе четырехокиси осмия и в 1,5%-ном растворе феррицианида калия на 0,1М фосфатном буфере (рН=7,4) в течение 2 ч. После процедуры обезвоживания готовили аралдит-эпоновые блоки, с которых посредством ультрамикротома Leica EM UC7 (Германия) получали ультратонкие (35–70 нм) срезы. Их окрашивали 2%-ным насыщенным водным раствором уранил ацетата, затем 0,6%-ным раствором чистого цитрата свинца («Serva», Германия) на 0,1M растворе NaOH. Просмотр и запечатление окрашенных и неокрашенных ультратонких срезов проводили на электронном микроскопе JEM-1400 (Япония) при ускоряющем напряжении 80–100 кВ. Фотографирование и получение морфометрических показателей структурных элементов стенки мочевого пузыря выполняли с помощью боковой цифровой камеры Veleta (Olympus, Япония) и программного обеспечения iTEM (Германия).
Результаты. При введении мочи под слизистую основу мочевого пузыря белых новозеландских кроликов наблюдался комплекс патоморфологических изменений в структурных элементах как собственной пластинки, так и эпителиального покрытия слизистой оболочки мочевого пузыря. Обращали на себя внимание периваскулярная инфильтрация клетками воспаления и выраженный отек собственной пластинки слизистой оболочки мочевого пузыря. Наличие в одном поле зрения в просвете венул нейтрофилов, лимфоцитов и многочисленных активированных тромбоцитов можно расценивать как признак продолжающего воспалительного процесса (рис. 1А). Как видно на рис. 1Б, в собственной пластинке мочевого пузыря вокруг кровеносного сосуда среди активированных фибробластов, пучков коллагеновых волокон и неокрашенных участков, соответствовавших отечной жидкости, наряду с мононуклеарными наблюдались и полиморфонуклеарные клетки. Особо следует отметить наличие многочисленных плазматических клеток, имеющих тесные контакты с макрофагами, фибробластами и лимфоцитами (рис. 1В). Наличие в ядре последних периферически расположенного суперконденсированного гетерохроматина указывает на их апоптотическое состояние. Многочисленные цистерны гранулярного эндоплазматического ретикулума с мелкогранулярным содержимым (рис. 1Г) свидетельствуют о том, что после введения мочи в собственную пластинку мочевого пузыря плазматические клетки переходят в активное состояние продукции антител.
В контрольных препаратах собственная пластинка слизистой оболочки кролика на ультраструктурном уровне представлена плотной неоформленной соединительной тканью с пучками разнонаправленных коллагеновых волокон.
В экспериментальной группе, начиная c собственной пластинки эпителиального покрытия, определялось разрыхление пучков коллагеновых волокон, ближе к мышечному слою отдельные разнонаправленные коллагеновые волокна были окружены мелкогранулярными преципитатами плазменных белков, являвшимися признаком резкого нарушения проницаемости кровеносных сосудов.
В эпителиальном покрытии слизистой оболочки мочевого пузыря при малом увеличении электронного микроскопа между поверхностными уротелиальными (зонтичными) клетками свободных пространств обнаружено не было. На поверхности уротелиоцитов, обращенных в полость мочевого пузыря, были видны уротелиальные бляшки и расположенные между ними промежуточные области асимметричной единой мембраны мочевого пузыря. В составе кортикальной цитоплазмы определялись дискоидные (веретенообразные) пузырьки.
В экспериментальной группе отечная жидкость, проникавшая в основном через фенестры, расположенная в периферических частях эндотелиальных клеток капилляров и посткапиллярных венул собственной пластинки слизистой оболочки, нарушив целостность отдельных частей базальной пластинки, распространялась между базальными и промежуточными клеточными слоями эпителиального покрытия мочевого пузыря. При этом между отдельными поверхностными уротелиальными клетками обнаруживались узкие щелевидные пространства, которые прослеживались до полости мочевого пузыря. Наряду с вышеперечисленным в экспериментальной группе на ультратонких срезах даже при 20-тысячном увеличении электронного микроскопа между плазмолеммами уротелиальных клеток не обнаруживалось щелевидных пространств. Однако при больших увеличениях электронного микроскопа (от 80 тыс. до 100 тыс.) как в апикальных, так и в близлежащих частях латеральных поверхностей поверхностных уротелиоцитов не определялись точки слипания наружных слоев плазмолемм – основная характеристика плотных контактов, которые считаются единственным морфологическим признаком гемато-уринарного барьера (blood-urine barrier). Кроме того, у экспериментальных животных на апикальных частях поверхностных уротелиальных клеток отсутствовали ультраструктурные признаки, характерные для асимметричной единой мембраны мочевого пузыря.
Обсуждение. Чтобы получить представление о механизмах, лежащих в основе ИЦ/СБМП, мы исследовали патологические изменения в слизистой оболочке мочевого пузыря кроликов, использовав гистологические методы и электронную микроскопию. Известно, что слизистая оболочка содержит уротелий – эпителий, который контактирует с мочой; базальную пластинку, которая отделяет уротелий от подлежащей соединительной ткани; собственную пластинку, состоящую из внеклеточного матрикса, содержащего несколько типов клеток, включая фибробласты, миофибробласты/интерстициальные клетки, иммунные клетки, афферентные и эфферентные нейроны [11, 12]. Уротелий играет важную роль барьера между мочой и нижележащим мочевым пузырем. Поверхностные клетки гликозаминогликанового слоя мочевого пузыря состоят из повторяющихся дисахаридных единиц, которые связываются с ядерным протеогликаном и служат критическим компонентом этого барьера, образованного уротелием [13, 14]. Дефекты в гликозаминогликановом слое могут способствовать развитию ИЦ/СБМП [15]. J. F. Jhang et al. [16] выявили значительные дефекты уротелия слизистой оболочки мочевого пузыря при ИЦ/СБМП, особенно в зонтичных клетках. По мнению исследователей, дефекты зонтичных клеток могут играть важную роль в патогенезе ИЦ/СБМП.
Согласно полученным в ходе настоящего исследования данным, при введении мочи под слизистую оболочку мочевого пузыря белых новозеландских кроликов первостепенным ультраструктурно наблюдаемым изменением является воспалительный процесс. Наличие в воспалительном инфильтрате наряду с нейтрофилами и макрофагами лимфоцитов и плазматических клеток свидетельствует о том, что при введении мочи под слизистую оболочку мочевого пузыря острый воспалительный процесс с морфологическими признаками как врожденного, так и приобретенного иммунитета продолжается еще в течение 7 дней.
В экспериментальной группе наличие расширенных пространств различных форм и размеров между клетками базального и промежуточного слоев эпителиального покрытия мочевого пузыря можно расценивать как признак спонгиоза, возникаюшего вследствие распространения транссудата (отечной жидкости) из собственной пластинки слизистой оболочки мочевого пузыря, где повышение проницаемости тонкостенных микрососудов (особенно посткапиллярных венул) носит тотальный характер.
Подытоживая полученные нами результаты, многочисленные данные исследователей, можно сказать, что все патоморфологические признаки, характерные для больных ИЦ/СБМП, наблюдаются и при введении мочи под слизистую оболочку мочевого пузыря белых новозеландских кроликов.
Заключение. Исследование структурных элементов собственной пластинки слизистой оболочки мочевого пузыря в эксперименте методом электронной микроскопии позволило выявить изменения, вызываемые воспалительным процессом, причем как острого, так и продуктивного характера. Полученные результаты показали, что токсическое поражение собственной пластинки слизистой оболочки мочевого пузыря вызывает апоптоз фибробластов собственной пластинки, приводит к разрыхлению коллагеновых волокон и в конечном итоге – к снижению факторов защиты слизистой оболочки.
