Morphological characteristics of the thymus gland in children with congenital heart disease

Abstract

We have undertaken a study of thymus gland structure in children with congenital heart defects aged 3 to 10 years. We analyzed thymus biopsy specimens obtained from the marginal zone of the gland during surgical correction of cardiac malformations after thoracic cavity dissection. The biopsy size was 1.5 cm³.

Full Text

Нами предпринято изучение структуры вилочковой железы у детей с врожденными пороками сердца в возрасте от 3 до 10 лет. Анализировались биоптаты тимуса, полученные из краевой зоны железы при хирургической коррекции пороков сердца после вскрытия грудной полости. Размер биоптата составлял 1,5 см³.

Материал фиксировали в 10% растворе нейтрального формалина, фиксаторе Боуэна, 2,5% растворе глютаральдегида. Серии парафиновых срезов окрашивали общепринятыми красителями, на криостатных срезах выявлена активность кислой и щелочной фосфатаз, применяли также электронную микроскопию.

Были обследованы 90 больных с врожденными пороками сердца. Контрольную группу составили дети, погибшие от случайных причин (6).

У 16 больных (1-я группа) был открытый артериальный проток и дефект межпредсердной перегородки, у 33 (2-я)—дефект межжелудочковой перегородки, у 31 (З-я)—тетрада Фалло, у 10 (4-я)—дефект межжелудочковой перегородки, осложненный легочной гипертензией II—III ст. Больные 1, 2, 3-й групп были в возрасте от 3 до 10 лет, 4-й— от 3 до 7.

В вилочковой железе детей с врожденными пороками сердца отмечается большой полиморфизм структуры на. светооптическом и электронномикроскопическом уровнях исследования. Тем не менее морфологические изменения в органе можно свести к нескольким вариантам нарушений межтканевых и межклеточных соотношений: а) отсутствуют или едва выражены; б) резко выражены; в) занимают промежуточное положение между первыми двумя вариантами (см. табл.).

Некоторые соотношения в структуре вилочковой железы в зависимости от вида
порока (%)

Первый вариант внутриорганных соотношений в вилочковой железе наблюдается при легко протекающих пороках (ОАП, ДМПП), связанных с перегрузкой сердца объемом. Гистоархитектоника органа полностью сохранена или характеризуется едва заметной сглаженностью рисунка коркового и мозгового вещества с высоким индексом соотношения между ними (см. табл.). Качественные реакции выявления гликозаминогликанов и нейтральных глюкопротеидов свидетельствуют об отсутствии активности клеточных и неклеточных компонентов соединительнотканной стромы, а ее содержание по сравнению с другими вариантами минимально (см. табл.) Щелочная фосфатаза легко выявляется в элементах микроциркуляторного русла, капиллярная сеть равномерно распределена по площади срезов. Суммарная активность кислой фосфатазы в тимоцитах невысокая и составляет 32,6+0,8 усл. ед. оптической плотности на единицу площади среза. Электронномикроскопически выявляются лимфоциты. тимуса разных типов с присущими им особенностями. Они находятся в тесном взаимодействии как друг с другом, так и с клетками ретикулоэпителия.

Значительно измененный вариант структуры вилочковой железы имеет место при тяжелых врожденных пороках сердца, сопровождающихся перегрузкой сердца давлением и объемом (ТФ), а также при осложнении порока легочной гипертензией. Данному морфологическому варианту присущ низкий индекс соотношения корковой и мозговой зон и максимальная площадь, занятая соединительнотканной стромой (см. табл.). Элементы стромы несут черты активной перестройки. Наблюдается новообразование аргирофильных и фуксинофильных волокон; грубый аргирофильный каркас окружает и тимические тельца, что отсутствует у лиц контрольной группы. Зрелые фибробласты легко выявляются на ультраструктурном уровне исследования, в перикапиллярных пространствах накапливаются коллагеновые фибриллы (рис. а). Для большинства лимфоцитов тимуса на данном уровне изучения характерно наличие деструктивных проявлений с миелинизацией митохондрий, что свидетельствует об их необратимости (рис. б). Определяются дегенеративные изменения и в клетках ретикулоэпителия (рис. в). Гистохимическое исследование показывает резкое снижение активности щелочной фосфатазы в стенках капилляров, которые распределены неравномерно (рис. г). Активность кислой фосфатазы при этом типе структурной организации тимуса наиболее высокая (44,5±0,5 усл. ед. оптической плотности), что не только выявляет гипоксию на тканевом уровне, но и- свидетельствует о повышении аутофагической функции в отдельных зонах (рис. д). Гистологическое исследование подтверждает существенную перестройку структуры органа вплоть до полной потери микроархитектоники в отдельных случаях с коллапсом долек и эктопией тимических телец. Принадлежностью данного варианта структуры органа является несвоевременный жировой метаморфоз и наличие гигантских тимических телец. Характерно, что многие тельца кистозно перерождены или находятся в стадии формирования кист.

Рис. а. Морфологические изменения вилочковой железы у больных с врожденными пороками сердца. а — электронограмма больной К. 10 лет. В перикапиллярном пространстве — зрелый фибробласт. Дефект межжелудочковой перегородки, осложненный легочный- гипертензией II ст. Х 18000;

Рис. б — электронограмма больной А. 3 лет. В тимоците— миелиновые фигуры. Тетрада Фалло, цианотическая форма. X18000;

Рис. в — электронограмма больной Ш. 6 лет. Видна клетка ретикулоэпителия с явлениями перинуклеарного и околоядерного отека. Тетрада Фалло, открытый артериальный проток. X18000;

Рис. г — слабая активность щелочной фосфатазы в капиллярах коркового вещества вилочковой железы, выявленная у больной Ф. 7 лет. Тетрада Фалло. Реакция с прочным синим РР. Х 100;

Рис. д — высокая активность кислой фосфатазы в мозговом веществе вилочковой железы у больной Ч. 4,5 лет. Тетрада Фалло, цианотическая форма. Реакция с прочным синим PP. Х 280.

У большинства больных с дефектом межжелудочковой перегородки наблюдается промежуточный между описанными выше тип структурной организации вилочковой железы. На светооптическом уровне ему свойственны сглаженность границ между корковой и мозговой зонами, появление кистозно перерожденных тимических телец и их локализация в паракортикальной зоне. Активность соединительнотканной стромы выражена незначительно. Гистоэнзиматическое изучение показывает, что содержание кислой фосфатазы на единицу площадей среза выше, чем при открытом артериальном протоке и дефекте межпредсердной перегородки, и составляет 40,9±0,8 усл. ед. оптической плотности. Маркер микроциркуляторного русла—щелочная фосфатаза— имеет среднюю активность и равномерно распределена в его компонентах.

Электронномикроскопичесий уровень исследования не выявляет грубых нарушений межклеточных соотношений и взаимодействий, однако легко обнаруживаются плазматические и секретирующие клетки тимуса.

Таким образом, в структурной организации вилочковой железы детей с врожденными пороками сердца в зависимости от вида и тяжести порока можно выделить несколько вариантов. При тяжелых и осложненных легочной гипертензией пороках сердца характер изменений на тканевом уровне выражен наиболее отчетливо. Он проявляется изменением гистоархитектоники с коллапсом отдельных долек, эктопией тимических телец и их кистозным перерождением, активизацией соединтельно-тканной стромы с новообразованием волокнистых структур, снижением активности щелочной фосфатазы в капиллярной сети органа. Другие варианты отличаются меньшей глубиной перестройки тимуса и наблюдаются у детей с более легким течением врожденного порока сердца.