ISSN 1728-2985
ISSN 2414-9020 Online

Pathomorphological aspects of urethral strictures of various etiologies

S.V. Kotov, A.P. Raksha, R.I. Guspanov, M.K. Semenov, T.N. Sotnikova, E.Kh. Abdulkhalygov, M.M. Iritsyan, I.I. Survillo

1) Pirogov Russian National Research Medical University, Moscow, Russia; 2) N.I. Pirogov Medical State City Hospital № 1, Moscow, Russia
Introduction. The study of the structure of strictures of various etiologies is an open and uncertain issue of modern urology.
Aim. To evaluate the morphological and immunohistochemical structure of strictures of various etiologies.
Materials and methods. The study involved postoperative tissue of a pathologically altered urethra of 110 patients aged 23 to 74 years who underwent treatment at the University Clinic of Urology, Russian National Research Medical University. N.I. Pirogova (2014–2018) with Ds: urethral stricture. Morphological study: Van–Gieson staining; hemotoxylin – eosin. Immunohistochemical study: mouse monoclonal antibodies to muscle and connective tissue markers (Smooth Muscle Actin, Vimentin, Calponin) and inflammation markers (CD45R, CD58, CD138, CD20, CD3) were used as primary antibodies in all reactions.
Results. According to the revealed morphological changes, the material was divided into three groups: group I (n=27) – active inflammation; group II (n=33) – the predominant development of connective tissue with low activity of inflammation; group III (n=50) – mixed (chronic mild inflammation, an even amount of connective tissue).
In a morphological study of idiopathic urethral strictures, it was noted that the multicolumnar epithelium was replaced by a multi-layer flat epithelium with a weakly pronounced keratinization. Inflammatory changes were mild, including the submucosal connective tissue and the spongy body. Spongiofibrosis is accompanied by a significant reduction in the vascular bed of both venous sinuses and arteries. The same changes were observed in the inflammatory genesis of urethral strictures. In the study of strictures with traumatic etiology, a restructuring of the cylindrical epithelium was observed. In cases with severe inflammation in the mucosa, the changes were atrophic-hyperplastic in nature with reactive cell atypia.
Conclusion: urethral Strictures in men have a specific etiological factor, but the pathogenesis of urethral lesions can be divided into: post-traumatic and post-inflammatory.

Keywords

urethral stricture
urethroplasty
structure of urethral strictures
morphology of urethral strictures

Введение. Стриктура уретры – полиэтиологическое заболевание, определяющееся патологическим сужением любого сегмента уретры, окруженного спонгиозным телом с различной степенью спонгиофиброза [1]. Стриктуры и облитерации мочеиспускательного канала – вторая по частоте причина развития обструктивного мочеиспускания у мужчин после доброкачественной гиперплазии предстательной железы [4]. Изучение патоморфологического строения стриктур мочеиспускательного канала является важной задачей, решение которой позволит точнее определить этиологию и патогенез формирования структурной болезни и повлиять на выбор оптимального метода оперативного вмешательства.

Цель исследования: оценить морфологическое и иммуногистохимическое строения стриктур различной этиологии.

Материалы и методы. Морфологическому, гистохимическому и иммуногистохимическому исследованию подверглись послеоперационные ткани патологически измененной уретры 110 пациентов в возрасте от 23 до 74 лет, проходивших лечение в Университетской клинике урологии РНИМУ им. Н. И. Пирогова (2014–2018). Исследование выполнено совместно с кафедрой патологической анатомии и клинической патологической анатомии РНИМУ им. Н. И. Пирогова, Москва; на базе ГКБ № 1 им. Н. И. Пирогова, Москва. Для сбора операционного материала использовали специализированные контейнеры с герметично закрывающейся крышкой. В процессе консервации гистологического материала использовали стандартный метод фиксации в 10%-ном растворе нейтрального формалина (раствор формальдегида 4% на 5%-ном фосфатном буфере, забуференный при рН 6,8–7,4). Исследуемый материал не оставляли без фиксирующей жидкости на открытом воздухе или на гигроскопичных поверхностях. Маркировку контейнеров и иных емкостей с операционным материалом выполняли при помощи маркировочных средств, не смываемых водой, спиртами и органическими растворителями.

Материал, помещенный в фиксирующую жидкость, хранился исключительно при комнатной температуре. Срок хранения до доставки в патологоанатомическое отделение не превышал 2 сут. Перевозка осуществлялась в специальных транспортировочных контейнерах, исключая тряскую езду, удары, падения и повреждения упаковки, а также воздействия экстремальных температур. Фрагменты стриктур уретры фиксировали в забуференном HCl 10%-ном растворе формалина (рН=7,2; от 5 до 24 ч); дегидратировали в батарее спиртов восходящей концентрации, заливали в парафин. Срезы ткани толщиной 4–610–6м (≈ 5 μm) помещали на обычные предметные стѐкла, депарафинировали согласно принятой стандартной методике. Впоследствии срезы окрашивали гематоксилином и эозином (H&E) для гистологического исследования.

Гистохимическое исследование. Срезы толщиной 4–6,10–6 м (≈5 μm) помещали в дистиллированную воду, затем окрашивали железным гематоксилином по Вейгерту в течение 10 мин, промывали под проточной водой, далее наносили пикрофуксин по Ван–Гизону, выдерживали также 10 мин. В дальнейшем срезы дегидратировали в батарее восходящих спиртов, просветляли в ксилоле и заключали в гель «Aquatex»® (aqueous mounting agent, «Andwin Science», Франция). В последующем по результатам окраски выполнялась морфометрия с целью выявления соотношения распределения мышечных и фиброзных элементов стромы.

Иммуногистохимическое исследование. ИГХ-исследование выполнялось по стандартному протоколу в автоматическом режиме в иммуногистостейнере BenchMark XT Ventana («Биовитрум», Россия) на выявление диагностических маркеров регенеративного процесса.

В качестве первичных антител во всех реакциях использовали мышиные моноклональные антитела к сократительным белкам (Smooth Muscle Actin, Vimentin, Calponin) и маркеры воспаления (CD45R, CD58, CD138, CD20, CD3) компании «Leica Biosystems Newcastle Ltd», United Kingdom). Вторичные антитела (антимышиные) кроличьи той же фирмы-производителя. Для каждого маркѐра выполнялись контрольные исследования с целью исключения псевдопозитивных и псевдонегативных результатов. Титр антител подбирали с использованием раствора для разведения антител (antibody diluents). Разведение 1:200; срезов на стекле по два. Ядра клеток докрашивали гематоксилином Mayer; промывали под проточной водой; дегидратировали (спирт 96%) 2 раза по 10 мин; срезы подвергали дегидратации и заключали в гель «Aquatex»® (aqueous mounting agent, «Andwin Science», Франция).

Интенсивность окрашивания срезов оценивали согласно рекомендациям производителей и с использованием цветовой шкалы детекции: «-» – отсутствие экспрессии, «+» – слабая экспрессия, «++» – умеренная экспрессия, «+++» – выраженная экспрессия (высокоинтенсивная иммунопероксидазная реакция). Визуализацию биопсийного материала выполняли на светооптическом микроскопе «Carl Zeiss Lab.A1» (Carl Zeiss, Германия), совмещѐнном с видеокамерой «AxioCam ERc5s» (Carl Zeiss Microscopy GmbH, Германия) и программным обеспечением ZEN Lite.

Статистическая обработка данных выполнена на индивидуальном компьютере с помощью электронных таблиц Microsoft Excel и пакета прикладных программ Statistica for Windows v. 7.0, StatSoft Inc.

Результаты. Образцы ткани для морфологического исследования забирали во время проведения реконструктивно- пластических операций на уретре (в большинстве случаев это иссечение и прямой анастомоз). Гистологический материал получен от 110 пациентов с 2011 по 2016 г.

Среднее значение возраста пациентов составило 65,5±23,7 года (от 23 до 74). Этиология стриктур, подвергшихся морфологическому исследованию, отображена в табл. 1.

06-1.jpg (70 KB)

Согласно выявленным морфологическим изменениям, сформировано три группы (рис. 1):

1) выраженное воспаление (густой, диффузный хронический воспалительный инфильтрат) без признаков фиброза стромы;

2) выраженный фиброз стромы со слабовыраженным (рассеянные клетки воспаления) хроническим воспалительным процессом;

3) смешанная группа, включившая как признаки хронического воспаления (слабовыраженный воспалительный инфильтрат), так и различную степень разрастания соединительной ткани (отсутствие/выраженный фиброз).

07-1.jpg (856 KB)

Особенности морфологических изменений и этиология стриктур уретры, вошедших в заявленные группы, представлены в табл. 2.

08-1.jpg (411 KB)

При окраске образцов ткани стриктуры уретры по Ван–Гизону коллагеновые волокна исследуемых образцов были окрашены пурпурно-красным цветом. Также в поле зрения присутствует ярко-желтое окрашивание различной степени выраженности мышечной ткани и гладкомышечных клеток кровеносных сосудов (рис. 2).

В отношении распределения мышечных и фиброзных элементов стромы получены следующие результаты: в первой группе доля эластического компонента стромы варьировалась от 24 до 37%; второй – от 59 до 72%; третьей – от 45 до 51%.

08-2.jpg (64 KB)

Иммуногистохимическое исследование показало, что наиболее интенсивная реакция со всем спектром антител обнаружилась в группе I; в группах II и III реакция была выражена менее активно. Результат реакции с антителами представлен в табл. 3.

09-1.jpg (514 KB)

Ввиду специфики исследуемого материала маркеры мышечной и фиброзной ткани (Desmin, Smooth Muscle Actin, Vimentin, Calponin-1) активно экспрессируются во всех выделенных группах. Реакция с маркерами воспаления (CD3, CD20, CD45, CD68) имеет прямую зависимость от степени выраженности воспаления и развитости соединительной ткани. Таким образом, самый высокий уровень экспрессии данной категории маркеров показывает группа I, в которой преобладают морфологические признаки воспаления, в то время как во II группе реакция иммуномечения с антителами представлена менее выраженно (рис. 3, 4).

10-1.jpg (524 KB)

Количественное распределение пациентов в сформированных группах отображено в табл. 4.

12-2.jpg (143 KB)

Статистические показатели выраженности воспаления и фиброза, согласно этиологии, отображены в табл. 5.

По данным патоморфологических исследований, показатели воспаления у пациентов, перенесших трансуретральные вмешательства, составили в среднем 63,6% (рис. 5).

11-1.jpg (275 KB)

Показатели фиброза, по данным патоморфологических исследований, были выше у пациентов с травматической этиологией стриктуры мочеиспускательного канала и составили в среднем 66,0% (рис. 6).

В группе пациентов, перенесших трансуретральные вмешательства, по данным патоморфологических исследований, преобладают признаки хронического воспаления над фиброзом (p<0,05). Медиана оценки воспалительного процесса составляет 66% (min – 49; max – 76) (рис. 7).

В группе пациентов с травматической этиологией стриктуры мочеиспускательного канала преобладают признаки фиброза по сравнению с другими этиологическими группами (p<0,05). Медиана оценки фиброзной ткани – 68,0% (min – 59; max – 72) (рис. 8).

12-1.jpg (146 KB)

Обсуждение. Характерной особенностью стриктур уретры является замещение губчатого тела по отношению к слизистой уретры плотной волокнистой тканью из-за локального тромбофлебита, сам эпителий обычно не повреждается [3].

Исследования морфологии стриктур уретры показывают, что изменения представляют собой метаплазию эпителия уретры из его нормального многорядного столбчатого эпителия в многослойный плоский [2].

В морфологическом исследовании идиопатических стриктур уретры отмечалось замещение многорядного столбчатого эпителия многослойным плоским со слабовыраженным ороговением. Воспалительные изменения носили слабовыраженный характер, включая подслизистую соединительную ткань и спонгиозное тело. Спонгиофиброз сопровождался значительным сокращением сосудистого русла как венозных синусов, так и артерий. Те же изменения отмечались при воспалительном генезе стриктур уретры. При исследовании стриктур с травматической этиологией наблюдалась перестройка цилиндрического эпителия. В случаях с выраженным воспалением в слизистой оболочке изменения носили атрофико-гиперпластический характер с реактивной атипией клеток. При слабовыраженном воспалении наблюдалась плоскоклеточная метаплазия с незначительным ороговением.

Выявленные изменения при гистологическом исследовании показали наличие выраженного хронического диффузного воспаления в группе стриктур уретры после трансуретральных вмешательств. Достоверно отмечено отсутствие выраженного фиброза при стриктурах, развившихся после трансуретральных вмешательств, что несомненно указывает на отсутствие выраженного спонгиофиброза и будет одним из факторов эффективности уретропластики (при выполнении в специализированных центрах). Также необходимо отметить, что стриктуры, развившиеся после лучевой терапии рака предстательной железы, относятся к группе со смешанными изменениями. Выраженный рубцово-спаечный процесс, сложность хирургического доступа, частое сочетание со стриктурами бульбозного отдела и необходимость восстановления функции удержания мочи в последующем делают хирургию задней уретры исключительно прерогативой хирургов и центров с достаточным опытом уретральной и промежностной хирургии [5].

Заключение. Стриктуры уретры у мужчин имеют специфический этиологический фактор, но патогенез образования поражения мочеиспускательного канала можно разделить на посттравматический и поствоспалительный, что подтверждается гистоморфологическими исследованиями. Стриктуры уретры после трансуретральных вмешательств характеризуются преобладанием признаков хронического воспаления над фиброзом, в то время как при травматических, идиопатических и посткатетерных стриктурах в тканях уретры доминируют явления фиброза над воспалением.

About the Authors

Corresponding author: S.V. Kotov – Doctor of Medical Sciences, Head of the department of Urology, Pirogov Russian National Research Medical University, Moscow, Russia; e-mail: urokotov@mail.ru

Similar Articles

By continuing to use our site, you consent to the processing of cookies that ensure the proper functioning of the site.