ПАТОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПОРАЖЕНИЯ ЛЁГКИХ ПРИ БРОНХОПНЕВМОНИИ И ПНЕВМОНИИ ВЫЗВАННОЙ ВИРУСОМ COVID – 19

АННОТАЦИЯ

Данная статья посвящена анализу основных патоморфологических особенностей поражения лёгких при бронхопневмонии и пневмонии вызванной вирусом Covid-19.

Ключевые слова: патоморфологические особенности поражения лёгких, бронхопневмония, пневмония, вирус COVID – 19.

Введение

Несмотря на разработку противомикробных средств, пневмония остается основной причиной осложнений и смерти при заболеваниях дыхательных путей. Пневмония является распространенным заболеванием и несет тяжелые последствия для всех групп населения. Исследование, проведенное в России на базе Патологоанатомического отделения Иркутской городской клинической больницы №1 направленное на оценку встречаемости пневмонии в городе Иркутске показало, что в период с декабря 2019 по декабрь 2020 г был обработан 231 протокол патологоанатомического вскрытия. Среди умерших 51% (117) мужчин, 49% (114) женщин. Медиана возраста составила 71 год, (Q1=31, Q3=81,5). Преобладают пациенты старше 75 лет (44%) и 61-74 лет (38%). Сопутствующая патология наблюдалась у 92% (213) пациентов: сахарный диабет (СД); хроническая сердечная недостаточность (ХСД); ожирение. Сочетание всех 3 патологий (СД, ожирение и ХСН) имелось у 14,3 (33) % пациентов, сочетание СД и ХСН у 17,3 % (40),  ХСН и ожирения у 10,4 % (24) и не встретилось сочетание СД и ожирения [1; 2; 3].

Одно из крупнейших исследований, проведенных в течение 2 лет в популяции Луисвилла из 587 499 взрослых с 2014 по 2016 год, показало, что ежегодная заболеваемость пневмонией с поправкой на возраст составила 649 пациентов, госпитализированных на 100 000 взрослых, что соответствует 1 591 825 ежегодным госпитализациям среди взрослых в Соединенных Штатах [9].

Данные о частоте, распространенности и патологических изменениях различных пневмоний, не являются обширными, в основном из-за смешанных факторов, связанных с сопутствующими заболеваниями у пациентов. В связи с этим возникает большая необходимость тщательного изучения патоморфологических особенностей лёгких при их поражении различными типами пневмоний.

1. Объекты исследования

Объекты исследования: 30 протоколов патолого-анатомического вскрытия.

2. Методы исследования

Анализ протоколов патолого-анатомического вскрытия.

3. Результаты

Проведён анализ гистологических исследований респираторных отделов легких из 30 протоколов патолого-анатомического вскрытия умерших пациентов, 15 из которых поступили в отделение с пневмонией вызывной вирусом Covid-19, и еще 15 пациентов с диагнозом бронхопневмония (без возможности использования полного текста протоколов вскрытия). Все умершие пациенты обеих групп, протоколы вскрытия которых было разрешено проанализировать, были в возрасте от 64 до 83 лет (7 мужчин и 3 женщины), с большим количеством сопутствующих заболеваний: ИБС, Стабильная стенокардия. Гипертоническая болезнь Церебральный атеросклероз. Дисциркуляторная энцефалопатия. Сахарный диабет 2 тип. Диабетическая макроангиопатия. Ожирение I степени, что усугубляло течение болезни и усложнило бы полный анализ протекания патологического процесса. Поэтому, решено было остановиться на анализе гистологических исследований респираторных отделов легких.

У всех умерших пациентов с пневмонией, вызванной вирусом Covid-19 были, выявлены следующие основные патоморфологические особенности поражения лёгких по описанию гистологических исследований из протоколов патолого-анатомического вскрытия:

Описаны морфологические признаки диффузного альвеолярного повреждения. Массовая гибель альвеолоцитов I-го типа и одновременное поражение эндотелия капилляров приводят к экссудации жидкости и белковых молекул во внутриальвеолярное пространство, формированию отека легких, выраженного серозным экссудатом, с присоединением преципитатов и нитей фибрина в просветах альвеол. По контурам альвеолярных ходов, альвеолярных мешочков, альвеол и части бронхиол вырабатываются гиалиновые мембраны в виде полосовидных гомогенных эозинофильных масс. Отмершие альвеолоциты I-го типа начинают компенсаторно заменяться пролиферирующими альвеолоцитами II-го типа. Происходит денудация — «обножение» базальных мембран аэрогематического барьера с разгромом его «рабочей зоны». Десвамированные пласты альвеоцитов с гигантоклеточным патоморфизмом, иногда в виде многоядерных клеток. В перегородках очагово пролиферация фибробластов, в просветах альвеол – фибрин и полиповидная фибропластическая ткань, очагово организующийся фибрин в виде пробок; имеют место признаки интерстициального воспаления – в виде лимфоидной лейкоцитарной инфильтрации. В большом количестве гиалиновые мембраны, выстилающие контуры альвеолярных ходов и альвеол. Расширенные, полнокровные сосуды, стазы, тромбоз сосудов; в части альвеол кровь, в части – гомогенная эозинофильная жидкость. Большое количество нейтрофилов в просвете альвеол местами с расплавлением межальвеолярных перегородок, абсцедироанием. Присутствует внутриальвеолярный отек, идет формирование вновь образованных гиалиновых мембран. Также отмечается врастание грануляционной ткани в респираторные бронхиолы, альвеолярные ходы и альвеолы. Параллельно обусловливаются участки структурной перестройки архитектоники паренхимы легкого — зоны ателектазов и дистелектазов с компенсаторным расширением прилежащих альвеол и терминальных бронхиол. В части полостей альвеол скопление эритроцитов, имеют место признаки интерстициального воспаления. Просветы множества альвеол щелевидной формы. В просветах альвеол определяются макрофаги, часть из которых с пенистой цитоплазмой. В некоторых полях зрения гиалиновые мембраны, выстилающие контуры альвеолярных ходов и альвеол. В обоих случаях межальвеолярные перегородки деформированы и уплотнены за счет разрастания коллагеновых волокон и воспалительно-клеточной инфильтрации, представленной макрофагами, лимфоидными клетками, полиморфно-ядерными лейкоцитами. Выявлен умеренно выраженный периваскулярный фиброз.

При анализе гистологических исследований респираторных отделов легких из 5 протоколов патолого-анатомического вскрытия умерших пациентов с бронхопневмонией были выявлены следующие основные патоморфологические особенности поражения легких:

Микроскопически видно, что экссудат в альвеолах располагается неравномерно - в одних альвеолах его много, в других мало… Утолщены альвеолярные перегородки, в них имеется воспалительный инфильтрат. Экссудат также обнаружен в просвете ветвей бронхов и бронхиол. В просветах альвеол – фибрин очагово организующийся в виде пробок. Наблюдается воспалительная инфильтрация, имеет место нарушение альвеолярной структуры, присутствует экссудат в альвеолярных пространствах, обнаружены гнойные очаги, повреждение эпителиальных клеток и некроз тканей. В просвете бронха - серозно-лейкоцитарный экссудат с примесью слущенных клеток эпителия. Встречаются участки деструкции стенки бронха. В прилегающих альвеолах также содержится серозно-лейкоцитарный экссудат. Перифокально видны резко расширенные, заполненные воздухом альвеолы (перифокальная эмфизема). У лиц старше 50 лет из-за возрастных изменений легких резорбция экссудата замедлена и выздоровление требует гораздо больше времени. При неблагоприятном течении болезни могут возникнуть осложнения: абсцесс(ы) и гангрена легкого, гнойный плеврит. Очаговая пневмония со своими осложнениями часто является непосредственной причиной смерти больного.

Заключение

Анализ протоколов вскрытия умерших пациентов, поступивших с диагнозом пневмония, вызванной вирусом Covid-19 (гистологических исследований респираторных отделов легких), выявил характерные признаки диффузного повреждения альвеол с гиалиновыми мембранами, интерстициальным и внутри-альвеолярным белковым отеком и гиперплазией пневмоцитов II типа и диффузными изменениями сосудов, что в основном совпадает с данными, представленными в обзоре литературы.

Опасное для жизни прекращение основной лёгочной функции, альвеолярного газообмена, быстро развиваются при отёке лёгкого, альвеолярном диффузном барьере и нарушении выделения или разрушении сурфактанта.

Ухудшение альвеолярного газообмена происходит по нескольким причинам: а) из-за тромбоза сосудов происходит снижении скорости кровотока по альвеолярным капиллярам; б) утончение капиллярной стенки при отёке лёгких ведёт к образованию диффузионного барьера; в) закупорки бронха или гиперплазия бронхиального эпителия ведёт к ослаблению альвеолярной вентиляции. Альвеолярный газообмен ухудшается и в следствии болезни, из-за неглубокого и частого дыхания.

Разрушение сурфактанта необратимо приводит к альвеолярному коллапсу (ателектазу), отёку лёгких, развитию респираторного дистресс синдрома взрослых (являясь ведущим звеном патогенеза РДС), что подтверждает патологоанатомический диагноз. Заболевание осложняется развитием прогрессирующей дыхательной недостаточности, с целью коррекции которой проводится ИВЛ (которая, возможно, усугубляет ситуацию при большой концентрации О₂, разрушающей сурфактант).

При бронхопневмонии патоморфологические изменения легких включают в себя воспалительную инфильтрацию, нарушение альвеолярной структуры, наличие экссудата в альвеолярных пространствах, образование гнойных очагов, повреждение эпителиальных клеток и некроз тканей [7].

Развитие патологических процессов в лёгких сопровождаются утолщением стенки альвеол и капиллярных сосудов, увеличением количества соединительной ткани между ними. При этом увеличивается путь диффузии газов, понижается проницаемость мембран – развивается альвеолокапиллярный блок. Путь прохождения газов удлиняется вследствие увеличения количества жидкости в просвете лёгочных артериол, а также в тканях лёгкого.

При деструкции участков лёгкого (абсцесс), наличии шунта при альвеолярном отёке лёгких, (когда не происходит вентиляция повреждённых альвеол, и они спадаются вследствие рассасывания в них воздуха - ателектаз) или при уменьшении поверхности капиллярной сети, происходит уменьшение площади мембран, через которые осуществляется диффузия.

Преклонный возраст с большим количеством сопутствующих заболеваний значительно усугубляет и без того очень тяжёлое течение заболеваний. Тщательное изучение патогенеза позволяет выяснить механизмы действия вируса, возможные пути предотвращения распространения инфекции и профилактики осложнений.

Список литературы:

1. Беляков Н.А., Рассохин В.В., Ястребова Е.Б. Коронавирусная инфекция COVID-19. Природа вируса, патогенез, клинические проявления. Сообщение 1 // ВИЧ-инфекция и иммуносупрессия. – 2020. – № 12 (1). – С. 7–21.
2. Гриппи М. Патофизиология легких. – М.СПб.: ЗАО «Издательство БИНОМ», «Нев­ский Диалект», 1999. – 344 с.
3. Киров М.Ю., Кузьков В.В., Недашковский Э.В. Острое повреждение легких при сепсисе // Патогенез и интенсивная терапия. – Архангельск: СГМУ, 2004.
4. Колодкина Е.В., Латышко О.В. Патогенез коронавирусной инфекции // Медицинское образование сегодня.  – 2020. – № 3. – С. 165–173.
5. Лобанова О.А., Трусова Д.С., Руденко Е.Е., Проценко Д.Д., Коган Е.А. Патоморфология новой коронавирусной инфекции COVID-19 // Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины.  – 2020. – № 35(3). – С. 47–52.
6. Мороз В.В., Власенко А.В., Закс И.О. Острое повреждение легких и острый респираторный дистресссиндром (обзор) // Труды НИИ общей реаниматологии РАМН. – М.; 2000. – Т.1. – С. 186–217.
7. Bartlett J.G. Diagnostic tests for agents of community-acquired pneumonia // Clinical Infectious Diseases. – 2011. – Vol. 52 (4). – Pp. 296–304.
8. Chen H., Yukun K., Huang X., Ye Z. Acute fibrinous and organizing pneumonia: two case reports and literature review // Diagnostic Pathology – 2021. –  Vol. 16. – № 1. –  P. 90.
9. Ishiguro O. Pathological investigation of bronchoscopic specimens contributes to the clinical management of community-acquired pneumonia // Journal of infection and chemotherapy: official journal of the Japan Society of Chemotherapy. – 2016. – V. 22. – № 4. – P. 240–247.
10. Ramirez J.A., Wiemken LT., Peyrani P., Arnold WF.  Adults Hospitalized with Pneumonia in the United States: Incidence, Epidemiology, and Mortality // Clinical Infectious Diseases – 2017. – Vol. 65. – № 11. –  Pp. 1806–1812.