Гистологическое обоснование необходимости проведения радиочастотной абляции легочных артерий у пациентов с вторичной легочной гипертензией высокой степени

Введение

Заболевания сердечно-сосудистой системы продолжают занимать лидирующие позиции среди болезней человека. В частности, распространенность митральных пороков сердца достигает 8%, а многочисленные осложнения требуют индивидуального хирургического подхода [1, 2].

Порок митрального клапана сердца на фоне своего естественного течения приводит в первую очередь к дилатации левого предсердия, развитию застоя в малом круге кровообращения и вторичной легочной гипертензии (ЛГ), нарушению электрофизиологических характеристик миокарда с появлением патологических кругов re-entry и формированием фибрилляции предсердий (ФП), а также к прогрессированию коморбидной патологии [3, 4].

Фибрилляция предсердий является самым частым аритмологическим осложнением у пациентов с клапанными пороками сердца и наблюдается в 30–50% случаев. Сопутствующая ФП снижает эффективность оперативного вмешательства и оказывает негативное влияние на течение послеоперационного периода у данной категории больных: значительно повышает риск развития осложнений тромбоэмболического характера, способствует прогрессированию сердечной недостаточности и, как следствие, увеличивает общую летальность [5–7].

Для успешного лечения ФП необходима коррекция клапанной патологии сердца [1]. Однако в большинстве случаев этого бывает недостаточно: оперативное лечение митрального порока у пациентов с предоперационной ФП приводит к восстановлению синусового ритма только в 8,5–20,0% случаев, что требует дополнительного хирургического вмешательства [5, 8].

Высокий уровень ЛГ у пациентов с пороками клапанов сердца снижает эффективность оперативного лечения, темпы послеоперационного ремоделирования полостей сердца, а также влияет на сохранность синусового ритма с у пациентов с ФП после процедуры Maze IV [6, 9, 10].

Принято выделять первичную и вторичную ЛГ. Первичная ЛГ опосредована мутацией 2q33 хромосомы, которая отвечает за рост и пролиферацию эндотелиальных клеток. Вторичная ЛГ развивается у пациентов с системными заболеваниями, поражением левых отделов сердца, метаболическими расстройствами, легочными тромбоэмболиями и патологией дыхательной системы [11–13].

Современная классификация подразумевает пять основных клинических фенотипов ЛГ:

легочная артериальная гипертензия;

легочная гипертензия, ассоциированная с заболеваниями левых отделов сердца;

легочная гипертензия, связанная с патологией дыхательной системы и/или гипоксемией;

хроническая тромбоэмболическая легочная гипертензия и другие виды обструкции легочных артерий (ЛА);

легочная гипертензия с неясным и/или множественными механизмами [14].

Консервативные методы лечения высокой ЛГ не позволяют значимо повлиять на течение заболевания у всех пациентов и сопряжены с большими финансовыми затратами [15].

В 2013 г. S.L. Chen и соавт. [16] впервые предложили хирургический способ коррекции высокой ЛГ, который заключался в циркулярной эндоваскулярной катетерной абляции ствола ЛА и устьев правой и левой ЛА. Непосредственные результаты лечения были обнадеживающими и способствовали значительному снижению ЛГ.

В дальнейшем было предложено оперативное лечение ЛГ у пациентов с митральной клапанной патологией во время кардиохирургической операции с искусственным кровообращением. Описана методика использования монополярного электрода при выполнении радиочастотной абляции передней стенки ствола и устьев ЛА [17]. Предложен способ применения биполярного зажима-аблятора для проведения циркулярной легочной денервации [18].

Несмотря на активный поиск хирургических методов коррекции ЛГ, до сих пор не разработано общепринятых рекомендаций по лечению этого заболевания, а также не представлены гистологические доказательства целесообразности применения радиочастотного воздействия на стенки ЛА во время кар­дио­хирургических операций.

Цель исследования — гистологическая оценка эффективности радиочастотного воздействия при денервации легочной артерии у пациентов с вторичной высокой легочной гипертензией.

Материалы и методы

Исследование проводили на аутопсийном материале легочного ствола с правой и левой ветвями ЛА, забранном у неоперированных пациентов (n=9), с момента наступления биологической смерти которых прошло не более 3 ч (рис. 1).

---

Рис. 1. Образец препарата легочной артерии с ветвями

---

Сформировано три группы по 3 пациента в каждой. 1-я, экспериментальная, группа включала гистологические ткани пациентов, имевших хроническую высокую ЛГ, возникшую на фоне митрального порока сердца. Образцы в этой группе (207 гистологических образцов) подвергали циркулярному абляционному воздействию. Во 2-ю группу, сравнения, был отнесен материал от пациентов с высокой ЛГ (24 гистологических образца), на котором абляция не проводилась. В 3-ю, контрольную, группу вошел материал пациентов без ЛГ, причиной смерти которых не являлась сердечно-сосудистая патология. Эти образцы (35 гистологических образцов) также не подвергали радиочастотному воздействию.

Из всех образцов стенки ЛА формировали два среза, в каждом из которых выделяли по 6 полей для визуального анализа. Далее, по мере определения оптической плотности, дополнительно проводили до десяти повторных расчетов для каждого поля зрения. После радиочастотного воздействия образцы 1-й группы фиксировали в 10% растворе забуференного нейтрального формалина, объем которого был в 10 и более раз больше объема самого материала. Обработку образцов осуществляли в течение 36 ч при комнатной температуре.

Циркулярность радиочастотного воздействия достигалась за счет плотной и плоской фиксации исследуемых образцов в браншах зажима-аблятора по авторской технологии [18]. При помощи встроенных в бранши электродов производили контролируемое радиочастотное воздействие на стенки сосуда ЛА за счет энергии, поступающей от автоматически программируемого аппаратного генератора (рис. 2).

---

Рис. 2. Абляция легочной артерии зажимом-аблятором

---

Во время процедуры абляции осуществляли непрерывный аппаратный мониторинг степени проводимости ткани с автоматическим высчитыванием импеданса и выведением его в динамическом графическом виде с расчетными границами предполагаемого уровня трансмурального повреждения тканей.

Выполняли по два абляционных воздействия на легочный ствол и на устья каждой ЛА с формированием 6 линий абляции, макроскопически визуализируемых в виде отпечатков, в том числе от механического воздействия, на наружной поверхности образцов сосудов ЛА (рис. 3).

---

Рис. 3. Абляционные линии (показаны стрелками), сформированные на наружной поверхности образцов после проведенного радиочастотного воздействия

---

Во время абляционного воздействия фиксация стенок ЛА в плоских параллельных браншах зажима-аблятора приводит к распластыванию тканей из-за поперечного пережатия, в результате чего формируются условные «краевые зоны» (рис. 4), в которых прилагаемое механическое воздействие оказывает еще и «разрывающий» эффект.

---

Рис. 4. Схема фиксации стенок легочной артерии в бран­шах при их поперечном пережатии 1 — «краевые зоны»

---

С учетом неравномерности поперечной механической компрессии материал из 1-й группы (в зависимости от участка подвергнутой абляционному воздействию ткани) был дополнительно разделен на две подгруппы. Подгруппа 1А включала участки центральной зоны поперечного среза ЛА (108 гистологических образцов), подгруппа 1Б — участки «краевой зоны» (99 гистологических образцов).

Признаки, указывающие на проведенное радио­частотное воздействие, были определены путем использования световой микроскопии и методов ок­раски сформированных комплексов. При помощи окраски гематоксилином и эозином фиксировали типовые общепатологические процессы. Окраской по Ван Гизону определяли трансмуральность воздействия. Импрегнацию солями серебра (по Рамон-и-Кахалю) применяли для визуализации ретикулиновых волокон, стволов и окончаний периферических нервных волокон.

Степень термоабляционного воздействия оценивали при помощи полуколичественного анализа (в расчете на десять полей зрения) всех выявленных патологических процессов. Математическую оценку выполняли при помощи компьютерной морфометрии срезов препаратов, полученных фотоаппаратом Olympus SP-350 в оптике микроскопа Leica CM E (Leica Microsystems, Германия).

Статистическую оценку результатов проводили в программе SPSS Statistics 26.0. Для описания количественных данных использовали среднее и стандартное отклонение (M±σ). Для проверки статистических гипотез при наличии нормального распределения исходных данных применяли t-критерий Стьюдента, а в случае неравных дисперсий — ранговый U-критерий Манна–Уитни. Для сравнения групп использовали критерий Краскела–Уоллиса для количественных и ранговых данных и критерий Пирсона для качественных данных. Различия считали статистически значимыми при p<0,05.

Результаты

Исследование гистологических образцов всех групп на светооптическом уровне позволило определить качественные признаки проведенного радиочастотного воздействия.

Так, при окраске гематоксилином и эозином со стороны адвентициальной оболочки ЛА определялись поля эластических волокон с признаками выраженной дезорганизации в виде истончения и разрежения, что указывает на разрушение плотных межклеточных ассоциаций в медии сосуда (рис. 5, а). При наличии таких изменений в структуре фибробластов и гладких миоцитов наблюдались явления кариорексиса и кариолизиса (рис. 5, б). Кроме того, в некоторых зонах субэндотелиального слоя среди участков фибриноидного некроза выявлялись очаги метахромазии (см. рис. 5, а). Это может указывать на меньшую степень распределения радиочастотной энергии в данном слое. В целом после радиочастотной абляции наблюдалась глубокая трансмуральная дезорганизация тканей стенки ЛА.

---

Рис. 5. Поперечный срез стенки легочной артерии в зоне радиочастотного воздействия (окраска гематоксилином и эозином): а — «краевая зона» (подгруппа 1Б): 1 — под адвентициальной оболочкой — истончение эластических волокон; 2 — некроз в субэндотелиальном слое — фибриноидный некроз; 3 — очаги метахромазии; ×40; б — центральный участок (подгруппа 1А): 1 — поверхностное механическое слущивание в адвентициальном слое, 2 — явления кариорексиса и кариолизиса (фибриноидный некроз); ×400

---

На срезах тканей, окрашенных по Ван Гизону (рис. 6), так же, как и при окраске гематоксилином и эозином, определялись участки фибриноидного некроза, расположенные непосредственно в области прилегания электродной поверхности браншей зажима-аблятора к адвентициальному слою, что обусловлено действием тока радиочастотного диапазона. В субэндотелиальном слое «краевых частей» сосуда наблюдались зоны размозжения тканей вследствие разрывного действия прилагаемой механической компрессии.

---

Рис. 6. «Краевая зона» (подгруппа 1Б) поперечного среза участка абляционного воздействия (окраска по Ван Гизону, ×10): 1 — участки фибриноидного некроза под адвентициальной оболочкой; 2 — механическое размозжение ткани в субэндотелиальном слое

---

Импрегнация образцов солями серебра позволила определить патологические изменения в аргирофильных волокнах (рис. 7).

---

Рис. 7. «Краевая зона» (подгруппа 1Б) поперечного среза участка абляционного воздействия (импрегнация солями серебра, ×100): 1 — зоны окрашивания металлическим серебром нервных окончаний (а) и ретикулиновых волокон (б); 2 — адвентициальная оболочка; 3 — субэндотелиальной слой с отложениями серебра

---

Уменьшение плотности содержания нервной ткани в наружном, прилегающем к электродам, слое демонстрирует положительный эффект радиочастотного денервационного воздействия на симпатические нервные волокна после проведенной PADN.

Для оценки степени проведенного радиочастотного воздействия использован балльный метод полуколичественного анализа патологических процессов (оценка интенсивности окраски по Оллреду) (рис. 8) [19].

---

Рис. 8. Система балльной оценки интенсивности окраски по Оллреду [19]

---

Для проведения межгруппового анализа гистологических результатов сформирована таблица с выставлением баллов по каждому признаку для всех групп исследования (табл. 1). Патологические признаки в виде фибриноидного некроза, метахромазии и выраженного разобщения коллагеновых волокон наиболее часто наблюдались в подгруппе 1Б, что объясняется созданием зон напряженности в результате почти завершенного перегиба формируемой дубликатуры стенок ЛА за счет осуществляемого браншами аблятора сдавления. В группах сравнения и контроля признаков значимой патологической дезорганизации тканей ЛА не наблюдалось, а плотность импрегнированных солями серебра структур нервной ткани (ретикулиновые волокна, стволы и окончания периферических нервных волокон) была максимальной среди всех образцов этих двух групп.

---

Таблица 1. Полуколичественный анализ патологических признаков термоабляционного воздействия (баллы)

---

Во всех образцах с проведенной термоабляцией отмечалось неравномерное окрашивание структур стенки ЛА солями серебра с меньшим распределением ближе к ее адвентициальному слою, что может быть обусловлено развитием патологических изменений в структурах как ретикулиновых, так и нервных волокон после проведенного радиочастотного воздействия.

Для количественного отражения плотности и степени распределения оказанного радиочастотного воздействия определяемые патологические признаки оценивались морфометрически (табл. 2).

---

Таблица 2. Оценка плотности и степени распределения определяемых патологических признаков

---

Для сравнения степени дезорганизации волокнистых структур медии сосуда высчитывали показатель оптической плотности, равный десятичному логарифму разности светопропускания через объект. Средняя оптическая плотность образцов группы абляции оказалась статистически значимо ниже, чем в группах сравнения и контроля (р<0,001), несмотря на присутствие различий в степени дезорганизации волокнистых структур соединительной ткани среднего слоя ЛА между образцами подгрупп (1А — 0,17±0,02; 1Б — 0,19±0,03). При подсчете удельной площади разобщения соединительной ткани ее среднее значение в образцах центральной части (подгруппа 1А) составило 30,0%, а в образцах «краевой части» (подгруппа 1Б) — 43,2% от площади тканей в поле зрения. Развитие такого патологического признака обусловлено выраженной механической компрессией тканей браншами зажима-аблятора, с большей выраженностью в «краевых зонах» срезов за счет перегиба стенок ЛА и прак­тически лопания волокнистых структур стенки.

Значения средней площади аргентофильных волокон в подгруппах абляции статистически значимо не различались. При этом отмечалась разница этих показателей по сравнению с необработанными тканями в виде снижения (на 16%) содержания аргентофильных волокнистых структур (р˂0,05). Наибольшая концентрация аргентофильных структур наблюдалась в группе сравнения, материал образцов которой, как и в группе абляции, был взят от пациентов с высокой ЛГ, но не подвергался радиочастотному воздействию. Дезорганизация волокон средней оболочки ЛА в группах с проведенной абляцией имела постоянный и слабовариабельный характер. В адвентициальном слое и структурах стенки ЛА, близких к нему и находившихся под радио­частотным воздействием, отмечалось значительно меньшее отложение солей серебра. При этом оказываемое механическое сдавление браншами на распределение импрегнации не влияло.

Таким образом, на основании качественного и количественного анализа патологических признаков в образцах всех групп удалось выделить отличительные черты проведенного термоабляционного воздействия в виде различной степени выраженности дезорганизации соединительной ткани, проявляющейся в большей степени наличием фибриноидного некроза в субадвентициальных слоях и в меньшей — развитием мукоидного набухания в субэндотелиальном слое. В «краевых зонах» вследствие более выраженного механического сжатия описываемые черты встречаются на большей площади, они имеют более глубокий характер и распределяются до интимы.

С учетом циркулярности распределения симпатических нервных сплетений в адвентиции стенки в области ствола и бифуркации ЛА для качественного проведения денервации требуется равномерное распределение термоабляционной энергии по всей окружности обрабатываемой адвентиции, без затрагивания глубоких слоев с расположенными в них сосудосуживающими симпатическими нервными волокнами.

При этом необходимо помнить, что, как и другие крупные легочные сосуды, область ствола и бифуркации является сильной рефлексогенной зоной, участвующей в нейрорефлекторной регуляции работы сосудов малого круга кровообращения [20]. Эта регуляция осуществляется за счет барорецепторов, распределенных в интимальном слое главных ветвей ЛА. Активация барорецепторов при повышении внутрисосудистого давления в ЛА за счет уменьшения частоты сокращений сердца и вазоконстрикции в большом круге кровообращения приводит к снижению давления в большом круге и депонированию крови в организме, что в конечном итоге уменьшает венозный возврат к сердцу и сосудам легких (рефлекс Парина). Данный рефлекс играет огромную роль в разгрузке сосудов малого круга кровообращения, предохраняя правый желудочек от перегрузки, и препятствует декомпенсации легочного кровообращения, в том числе развитию острого отека легких [10, 13, 15]. Поэтому травмирование интимального слоя артериальных сосудов окажет негативное влияние на работу одного из компенсаторных механизмов, активируемых у больных при развитии ЛГ.

Заключение

Результаты гистологического исследования показали целесообразность проведения радиочастотной абляции легочных артерий у пациентов с вторичной легочной гипертензией высокой степени. Радиочастотная денервация приводит к деструкции симпатических ганглиев в адвентициальном слое легочных артерий, ответственных за спазм прекапилляторного русла малого круга кровообращения, что способствует вазодилатации, увеличению емкости сосудистого русла и, как следствие, снижению легочной гипертензии.

Финансирование. Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда №21-75-10075.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.