При освоении отдаленных и суровых в природном отношении территорий Севера человечество все больше соприкасается с экстремальными климато-географическими факторами. Большое значение приобретают фундаментальные знания процессов адаптации человека в экстремальных условиях и разработка комплексных мероприятий по сохранению здоровья приезжего и коренного населения Северо-Востока России [1, 6, 8].
В условиях Севера человек, прежде всего, вынужден адаптироваться к холоду. Широкое распространение общего и местного охлаждения в экстремальные сезоны года накладывают своеобразный отпечаток на течение многих патологических процессов у жителей Северо-Востока России. Наиболее наглядно эта особенность проявляется на примере заболеваний органов дыхания, занимающих на Севере одно из первых мест и характеризующихся преобладанием затяжных и хронических форм, поражением лиц молодого, трудоспособного возраста [6, 7]. Выявленные особенности адаптационных перестроек в условиях высоких широт привели к формированию понятий «северной» или «полярной» медицины [2, 3, 5, 9].
Таким образом, в настоящее время имеются несомненные факты, говорящие о связи легочной патологии с высокой экстремальностью зимних месяцев и продолжительностью жизни на Севере [10, 11].
Между тем комплексные эпидемиологические, клинические, гормональные и морфологические исследования органов дыхания, при действии факторов внешней среды, имеют разноречивый характер и не систематизированы. Все это обусловливает необходимость тщательного комплексного изучения патологии легких, являющихся органом-мишенью, принимающей экстремальные воздействия среды Северо-Востока России [5], и требуют последующей разработки критериев диагностики и методов медикаментозной коррекции.
Материал и методы исследования
Исследования проводились на базе пульмонологического стационара (филиал Дальневосточного научного центра физиологии и патологии дыхания СО РАМН) в г. Анадыре на Чукотке, а также в экспедиционных условиях в различных регионах на Крайнем Севере в течение 12 лет (с 1982 по 1994 г.). Всего обследовано более 1200 местных и приезжих жителей Крайнего Севера, проживавших в местных условиях от 1 до 10 лет и свыше.
Строение слизистой оболочки бронхов проводили на биопсийном материале, взятом в процессе эндоскопического исследования бронхов бронхофиброскопом «Olympus» BFT-20 (Япония). Больным бронхиальной астмой средней и тяжелой степени при необходимости применяли премедикацию бронхолитиками, вентиляционную поддержку - кислородом. Биопсийный материал фиксировали в растворе 10 % формалин-спирта, заливали в парафин; срезы окрашивались гематоксилином Бемера, эозином, пикрофуксином по Ван Гизону, полутонкие срезы окрашивались толуидиновым синим.
Гормональные исследования выполнялись в сыворотке крови с помощью индивидуальных наборов для каждого ингредиента (Франция) радионуклидным методом. Проведено одновременно определение гормонов различных отделов эндокринной системы надпочечникового комплекса (адренокортикотропного гормона - АКТГ, кортизола - К), щитовидной железы (тироксина - Т4 и трийодтиронина - Т3), аденогипофиза (тиреотропина - ТТГ, пролактина - ПРЛ), яичников (прогестерона - П, тестостерона - Т) и биологически активных веществ (серотонина - С).
Продолжительность пребывания на Севере мигрантов в среднем составила 8-15 лет. Представлены количественные параметры нейрогормональной организации адаптивных здоровых реакций у жителей Севера (коренное население, приезжие) и с патологией легких (хроническая обструктивная болезнь легких - ХОБЛ), по сезонным значениям величин исследуемых гормонов.
Результаты исследования и их обсуждение
При анализе полученных данных (таблица), как у здоровых лиц (контроль), так и больных ХОБЛ были отмечены существенные различия и однотипная картина: гормональный статус аборигенов, по сравнению с приезжими, характеризовался более высоким уровнем содержания половых гормонов, Т3, на фоне снижения концентрации в крови глюкокортикоидов и Т4. У больных ХОБЛ обеих анализируемых групп отмечено снижение в крови концентрации Т4 (показатели Т3 не изменены, клиника гипотиреоза отсутствовала). В большей мере уменьшение гормона имело место у аборигенов. На этом фоне продукция ТТГ как у коренных жителей, так и у приезжих была повышенной. Увеличение показателей ТТГ при нормальных или уменьшенных величинах Т4 расценивалось как субклинический признак тиреоидной недостаточности.
Отчетливая разница в сопоставляемых группах больных ХОБЛ наблюдалась и в функциональной активности гипофизарно-надпочечникового комплекса: уровень кортизола в большинстве случаев регистрировался на нижних границах нормы у всех обследованных, но у аборигенов показатели гормона были меньше. У них же отмечены и более высокие концентрации АКТГ.
Показатели гормонального профиля у жителей Севера
|
Гормоны |
Контроль |
Больные ХОЛ |
||
|
коренные |
приезжие |
коренные |
приезжие* |
|
|
Глюкокортикоид, нмоль/л |
388,1 ± 22,6 |
417,9 ± 30,3* |
322,6 ± 29,9 |
425,7 ± 32,6 * |
|
Адренокортикотроп-ный гормон, нмоль/л |
27,4 ± 3,8 |
21,5 ± 3,9* |
31,9 ± 4,1 |
29,8 ± 33,7 * |
|
Плацентарный лактоген, мМЕ/л |
317,5 ± 34,7 |
399,2 ± 28,9* |
280,7 ± 36,8 |
407,7 ± 42,5 * |
|
Тироксин, мМЕ/л |
109,7 ± 4,11 |
117,6 ± 3,07* |
100,5 ± 3,2 |
1 15,5 ± 3,9* |
|
Трийодтиронин, мМЕ/л |
1,67 ± 0,12 |
1,39 ± 0,11* |
1,63 ± 0,17 |
1,44 ± 0,09* |
|
Тиреотропин, мМЕ/л |
2,19 ± 0,24 |
2,73 ± 0,17* |
2,81 ± 0,18 |
3,07 ± 0,24* |
|
Тестостерон, нмоль/л |
25,71 ± 3,11 |
21,53 ± 2,12* |
18,32 ± 3,27 |
20,74 ± 3,65* |
|
Прогестерон, нмоль/л |
26,74 ± 3,44 |
22,44 ± 3,05* |
18, 28 ± 2, 9 |
21,66 ± 2,74* |
|
Эстрадиол, нмоль/л |
305,7 ± 29,8 |
288,9 ± 31,5* |
359,9 ± 32,7 |
301,6 ± 40,4* |
Примечание: * - различия статистически значимы при p(t) < 0,05, p(F) < 0,05.
Анализ в целом данных специфики обеспечения защитных способностей организма здоровых лиц и страдающих бронхолегочной патологией в регионе Севера позволяет сделать, по меньшей мере, два утверждения. Во-первых, сформировавшийся в процессе адаптации гормональный профиль у пришлого населения отличается по целому ряду гормонов по аналогичным параметрам эндокринно-метаболических взаимодействий у аборигенов. Вероятно, характер реагирования центрального звена эндокринной системы и периферических органов мишеней у аборигенов Севера позволяет осуществлять более совершенный гомеостаз организма к окружающей среде. Правомерность такого вывода основана на отчетливо выраженной переориентации гормонального профиля коренных жителей с преимущественной активизацией гипофиз-щитовидная железа, гипофиз-яичники. Активизация указанных подсистем эндокринного комплекса неслучайна, она дает возможность в сложной экологической ситуации оптимизировать механизм энергетических и терморегуляционных процессов, составляющих основу оптимальной адаптивной стратегии. Во-вторых, в целом картина гормонального фона при бронхолегочной патологии (ХОБЛ) у жителей Севера близка к межгормональным отношениям при аналогичном заболевании у жителей умеренных широт.
В том и другом случаях при ХОБЛ имеет место тенденция к снижению глюкокортикоидов, тиреоидов, тиреоидных гормонов, дисбаланс в яичниковых гормонах. На этом фоне ХОБЛ у коренного населения по сравнению с мигрантами протекает при довольно значительной гамме отклонений в реакциях как центрального, так и периферического звеньев эндокринной системы: более выраженное уменьшение глюкокортикоидов, тиреоидных гормонов (тироксина), прогестерона, тестостерона, эстрогенов. Если принять во внимание, что глюкокортикоиды во взаимодействии с гормонами щитовидной железы, половыми гормонами и пролактином играют важную роль в «неспецифических системных реакциях организма, возникающих при длительном стрессе», то такой уровень отдельных и комплекса указанных гормонов у аборигенов, страдающих ХОБЛ, создают более неблагоприятный фон течения заболевания, чем это следует ожидать у пришлых жителей.
Взаимосвязь климатических факторов с распознаванием болезней органов дыхания
Наблюдая в течение ряда лет больных ХНЗЛ в условиях Севера Дальнего Востока, мы выявили значительное влияние погоды на возникновение и течение этих заболеваний. Так, для г. Анадыря (Чукотский автономный округ) периоды климатических экстремов характерны для апреля (11,2 баллов) и октября (8,6 баллов), декабря и января месяцев (7,29 и 7,3 баллов соответственно). Установлено, что 35 % обследуемого населения страдают различными формами неспецифических заболеваний легких, 60 % имеют факторы риска их развития. Из всех хронических неспецифических заболеваний легких основная доля приходится на хронический бронхит, это наиболее распространенная патология бронхо-легочного аппарата. Уже через 2-3 года проживания в г. Анадыре частота распространения ХОБЛ увеличивается и в последующие годы имеет тенденцию к росту. Наиболее наглядно выявляется зависимость распространенности НЗЛ от климата при изучении динамики обращаемости больных в центральную окружную больницу г. Анадыря. Таким образом, можно с уверенностью констатировать, что наиболее неблагоприятные периоды патогенного воздействия погоды, вызывающие рост заболеваемости легких у жителей Чукотки, связаны с климатическими экстремами в апреле и ноябре [10].
Различия в характере течения обструктивной формы бронхита у приезжих и местных жителей, по-видимому, можно объяснить стремительной перестройкой слизистой оболочки бронхов под влиянием постоянного воздействия низких температур. Можно выделить по мере формирования хронического обструктивного прогресса несколько стадий:
1. Катаральное воспаление. Легкая стадия течения бронхита. На этом этапе хронического воспалительного процесса отмечается высокая активность бокаловидных клеток в эпителиальном пласте слизистой (рис. 1). Это явление сопровождается длительным отеком слизистой оболочки с незначительной продукцией коллагеновых волокон III типа. Базальная мембрана слизистой оболочки при этом слегка отечна. Толщина ее превышает 2-3 мкм. Эпителиальный пласт не теряет правильного плана строения. Уменьшается число ресничек на апикальной поверхности мерцательных клеток, увеличивается число светлых промежуточных клеток, увеличивается число клеток секреторных (бокаловидных).
Рис. 1. Слизистая оболочка бронха у лица, жителя Севера после 1-2 года проживания. Гиперплазия бокаловидных клеток. Полутонкие срезы. Окраска толуидиновым синим. Увеличение 15×100
Мышечные элементы слизистой в пределах стандартно выбранного сегмента слизистой составляют не более 20 % от его общей площади. Увеличивается число тучных клеток в соединительной ткани слизистой, а местами они проникают в толщу эпителиального пласта. По мере удлинения периода воспаления в стенке бронхов появляются признаки хронизации процесса и переход его в легкую стадию ХОБЛ. Секреторная активность железистого аппарата стенки бронха остается выраженной. Отек сохраняется, на фоне которого увеличивается количество коллагеновых волокон III типа (рис. 2). Базальная мембрана утолщается до 3-5 мкм, а количество гладких мышечных клеток в секторе слизистой увеличивается до 30 % от общей площади (рис. 3). Эпителий слизистой чаще всего имеет характер многослойного эпителия, состоящего из уплотненных клеток от 15-30 слоев (рис. 4). Клетки, расположенные у базальной мембраны, несколько вытянуты в высоту, а ядра - гиперхромные. В центре эпителиального пласта и в слоях ближе к поверхности увеличивается (12-15 %) число клеток, находящихся в состоянии апоптоза (рис. 5). Такой метаплазированный эпителиальный пласт близок к «развалу». Оставшиеся на базальной мембране клетки либо кубической, либо низко призматической формы расположены в 1-2 слоя.
Рис. 2. Слизистая оболочка бронха жителя Севера после 5 лет проживания, и болевшего легкой формой бронхита. Метаплазия эпителия. Гиперплазия соединительной ткани слизистой оболочки. Окраска гематоксилином Бёмера-эозином. Увеличение 15×20
Рис. 3. Слизистая оболочка бронха жителя Севера с хроническим бронхитом средней тяжести. Время проживания на Севере свыше 5 лет. Выраженная метаплазия эпителия слизистой. Окраска по Ван-Гизону. Увеличение 10×40
Рис. 4. Слизистая оболочка бронха жителя Севера с легкой степенью бронхита. Время проживания на Севере около 10 лет. Метаплазия эпителия, выраженное разрастание коллагеновых волокон. Окраска гематоксилином Бёмера-эозином. Увеличение 15×20
Рис 5. Слизистая бронха жителя Севера с бронхитом средней тяжести. Постоянный житель Севера. Срок проживания около 15 лет. Сгущивание эпителия, утолщение базальной мембраны, разрастание соединительной ткани слизистой. Окраска гематоксилином Бёмера-эозином. Увеличение 15×40
2. Если воспалительный процесс в дыхательных путях протекает несколько месяцев, он переходит в ХОБЛ средней степени тяжести. Эпителиальный пласт превратился, как мы писали выше, в однослойный или двухслойный кубический эпителий, участками прикрепленный к базальной мембране, увеличенной по толщине до 5-6 мкм. В собственной пластинке слизистой резко нарастает продукция коллагеновых волокон III типа. Число тучных клеток в соединительной ткани нарастает. Мышечные элементы занимают до 40 % площади стандартного сегмента.
3. Наконец, если процесс с незначительными отрезками ремиссии длится от 3 до 5 лет - это состояние квалифицируется как ХОБЛ тяжелой степени тяжести с резко выраженным обструктивным синдромом.
Вследствие десквамации эпителия на большом протяжении бронхов эскалация слизи, вырабатывающаяся подслизистыми железами, затруднена. Это приводит к образованию слизистых пробок в дистальных отделах воздухоносных путей. В слизистой резко выражено накопление коллагеновых клеток III типа, базальная мембрана резко утолщена до 5-7 мкм. Мышечные элементы образуют мощные пучки, нередко идущие вертикально направленными лентами в сторону базальной мембраны. Мышечные элементы составляют до 50-60 % площади условного сектора слизистой оболочки бронха. В таких случаях проходимость в дистальных отделах бронхиального дерева постоянно остается на уровне не выше 12-15 % от должных величин. Отмечаются признаки нарастающей тканевой гипоксии и недостаточно малые круги кровообращения.
Явления эти одинаково протекают как у местных, так и приезжих жителей Северо-Востока. Разница заключается в том, что у местного населения эти процессы протекают более торпидно и без резких скачков к 30-40 годам жизни в местных условиях, приводящих к формированию ХОБЛ.
У приезжих эта реакция просматривается более реактивной, поскольку структурно-генетический гомеостаз их прежней среды обитания начинает бурно реагировать на не адекватные для их организма условия, и защитные реакции зачастую в более короткий срок не могут адаптироваться к местным условиям существования.
Выводы
Изменения в структуре слизистой оболочки бронхов, как у приезжего населения, так и у аборигенов Северных регионов, формируются вследствие длительного воздействия на организм низких температур в течение большой части года, высокой влажности и сильного потока воздуха в зимний период. Неблагоприятные для человеческого организма стрессовые климатические воздействия приводят к изменению нейрогуморального статуса организма, что в целом и приводит к тяжелым морфофункциональным последствиям в дыхательной системе организма. Эти изменения становятся с каждым годом пребывания человека на Севере все более выраженными и через 10 лет вызывают тяжелые хронические процессы, которые могут перестраиваться либо в бронхиальную астму, либо в неопластический процесс в бронхах.
Рецензенты:
-
Быстрицкая Т.С., д.м.н., профессор, зав. кафедрой акушерства и гинекологии Амурской медицинской академии, г. Благовещенск.
-
Перельман Ю.М., д.м.н., профессор, старший научный сотрудник Амурского государственного университета, г. Благовещенск.
Работа поступила в редакцию 06.02.2012.
Библиографическая ссылка
Луценко М.Т., Пирогов А.Б. ХРОНИЧЕСКИЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ ЛЕГКИХ В УСЛОВИЯХ СЕВЕРА РОССИИ // Фундаментальные исследования. – 2012. – № 4-1. – С. 74-79;URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=29717 (дата обращения: 23.04.2024).