|
Морфологическое исследование опухолевых и опухолеподобных новообразований скелета с применением электронной микроскопии и компьютерной морфометрии
Как ни удивительно, морфологию новообразований скелета в настоящее время все еще относят к категории патологических процессов, которые вызывают определенные диагностические трудности, что в значительной части случаев обуславливает запоздалые или неадекватные лечебные мероприятия. В этой связи в данной работе дана сравнительная характеристика морфологии и ультраструктуры некоторых новообразований костной ткани, а также представлены результаты компьютерной морфометрии сосудистого русла озлокачествленных и неозлокачествленных новообразований скелета.
Материалы и методы.
Комплексному морфологическому исследованию подвергались препараты следующих опухолей и опухолеподобных заболеваний костей: гигантоклеточная опухоль доброкачественная - 11, злокачественная - 6, хондрома - 7 случаев, хондросаркома - 14, фиброзная остеодисплазия - 12, развитие фибросаркомы на фоне фиброзной остеодисплазии - 3 случая.
Для светооптического исследования использовали кусочки биоптатов костных опухолей и операционный материал, который фиксировали в 10% нейтральном формалине и обрабатывали по стандартным методикам. Время декальцинации зависело от величины кусочков (от 2 до 5 суток). Полученные срезы окрашивали гематоксилином и эозином и пикрофуксином по Ван-Гизон.
Для электронной микроскопии использовали декальцинированные депарафинированные срезы, просветленные и хранящиеся в диметилфталате, и мягкотканные участки операционного и биопсийного материала. Использовали общепринятый метод обработки материала. Заливку декальцинированных срезов осуществляли в эпон 812 плоскопараллельно. Ультратонкие срезы контрастировали на сетках цитратом свинца и просматривали в электронном микроскопе ЕМ-208 (Philips).
Для морфометрического анализа использовали окрашенные гематоксилином и эозином срезы. Ввод изображения осуществляли на установке для ввода изображения "Морфо" (Санкт-Петербург). Поля зрения (размер 591670 квадратных микрон) вводили при увеличении объектива х10. Калибровку осуществляли введением изображения калибровочной риски размером 1 мм с ценой деления 100 микрон. Данное увеличение является оптимальными для измерения морфометрических параметров крупных и средних сосудов. Морфометрический анализ проводили на IBM PC/AT - 486 с использованием лицензированного программного обеспечения "Sigma/Scan Image" (Jendal Scientific, Germany). Сформированная в результате измерений база данных свободно трансформируется в формат электронных таблиц и доступна для обработки программами математической статистики (Excell for Windows, Statistic for Windows). В каждом новообразовании морфометрическому анализу подвергали 40 случайных полей зрения. Оценка состояния сосудистого русла проводилась по следующим базовым параметрам: количество, площадь, периметр, максимальный диаметр, минимальный диаметр. Вычистились следующие производные параметры: процентное соотношение площади сосудов и общей площади введенного поля зрения, число сосудов на 1 квадратный микрон площади, фактор формы сосудов. На основании полученной при измерении базы данных для каждого новообразования вычисляли индекс васкуляризации (Iv) по формуле: Iv = (S поля зрения - сумму S сосудов) / сумму S сосудов. Этот индекс является интегративной величиной и показывает среднюю площадь ткани, на которую приходится один квадратный микрон площади просвета сосуда, то есть, отражает степень васкуляризации ткани. Статистическую обработку данных проводили по t-критерию Стьюдента. Различия считали достоверными при значениях Р<0,05
Полученные результаты
Результаты светооптического и электронно-микроскопического исследования доброкачественных и озлокачествленных вариантов гигантоклеточной опухоли (остеобластокластомы) позволяют выделить несколько существенных патоморфологических признаков, характеризующих процесс озлокачествления:
1. В первую очередь, клеточный полиморфизм, когда наряду с клетками остеобластического типа в ткани опухоли присутствуют многочисленные веретеновидные фибробластоподобные клетки.
2. Появление причудливых изрезанных и фрагментированных ядер в одноядерном компоненте опухоли.
3. Увеличение размеров и количества ядер в остеокластах и повышение их функциональной активности, о чем на ультраструктурном уровне свидетельствует характер распределения хроматина в ядрах, многочисленные крупные ядрышки, увеличение количества органелл цитоплазмы.
4. Существенным признаком озлокачествления, по нашим данным, следует считать отсутствие стромального компонента в ткани опухоли. Наши данные согласуются с современными представлениями о ведущей роли экстрацеллюлярного матрикса в процессе малигнизации и метастазирования опухолей. Отсутствие экстрацеллюлярных стромальных компонентов является одной из характерных черт агрессивных новообразований и прямой предпосылкой к активному метастазированию.
5. Следующим отличительным признаком является отсутствие капилляров с правильно построенной сосудистой стенкой, наличие лакун, феномен "заболачивания" ткани опухоли.
Хондрома при микроскопическом исследовании имеет строение зрелого гиалинового хряща. Хондроциты обычных размеров, с одним или двумя мелкими ядрами округлой формы, располагаются в типичных лакунах, отделенных друг от друга большим или меньшим количеством основного вещества гиалинового типа с формированием различного размера долек. В междольковых соединительнотканных перегородках регистрируются немногочисленные сосуды преимущественно капиллярного типа, обеспечивающие кровоснабжение массы бессосудистого хрящевого вещества опухоли. Отмечаются участки миксоматоза и омилотворения, признаки некоторого общеструктурного полиморфизма.
При морфологическом исследовании первичных хондросарком в части случаев удается установить дольчатое строение опухоли с обилием клеток по периферии долек, в некоторых наблюдениях дольчатость хондросарком отсутствует. Опухолевые клетки несут признаки полиморфизма и атипии, регистрируется большое количество дву- и многоядерных клеток и так называемых "пухлых" клеток с крупными и мелкими гиперхромными ядрами. Обнаруживаются фигуры митоза, которые не отмечались в хондромах. В соединительнотканных перегородках регистрируется обилие сосудов капиллярного и синусоидного типа, в просвете некоторых из них содержатся пласты и комплексы опухолевых клеток. Среди опухолевых клеток преобладают атипичные, с пузырьковидными ядрами и светлой, оптически пустой цитоплазмой.
Анализ морфологических изменений при фиброзной остеодиплазии свидетельствует о том, что сущность ее состоит в функциональном отклонении остеобластической мезенхимы при самом развитии кости в эмбриональном периоде, вследствие чего с самого начала создавалась своеобразная кость с фиброзированным мозгом, способным разрастаться и давать остеоидную ткань и кость незаконченного типа. В отдельных случаях отмечаются признаки малигнизации фиброзной дисплазии, когда нарастают явления атипии и полиморфизма клеточных элементов, саркоматозные изменения различного характера. В двух случаях отмечается развитие фибросаркомы, в одном случае хондросаркомы на фоне фиброзной остеодисплазии.
Результаты морфометрического анализа васкуляризации доброкачественных и озлокачествленных опухолей и опухолеподобных заболеваний показывают существенные отличия в количественных и качественных характеристиках сосудистого русла. Однако характер этих изменений различен и зависит от типа новообразования. В озлокачествленных гигантоклеточных опухолях достоверно увеличивается площадь сосудов: в доброкачественных вариантах сосуды занимают всего 8% площади, а в злокачественных почти половину - 42%, кроме того, увеличивается индекс васкуляризации. Судя по фактору формы, сосуды приобретают более вытянутую форму, чем в доброкачественных остеобластокластомах. При озлокачествлении хондром соблюдается та же направленность отличий, а форма сосудистого русла изменяется даже существеннее, и сосуды приобретают вид щелей. В хондросаркомах процент площади ткани, занятый сосудами увеличивается до 33% по сравнению с 11% в хондроме. Соответственно, площадь ткани, кровоснабжаемая (обслуживаемая) этими сосудами, уменьшается от 89% в хондроме до 67% в хондросаркомах. В неозлокачествленных фиброзных остеодисплазиях и в их озлокачествленных вариантах - фибросаркомах имеющиеся отличия в васкуляризации не столь однозначны. Среднее значение площадей сосудов в фиброзных остеодисплазиях даже достоверно выше, чем в фибросаркомах. Однако количество сосудов в фибросаркомах значительно больше, они мелкие, разнообразной формы, процент площади, занятой сосудами увеличен, а индекс васкуляризации даже значительно увеличен. В целом эти данные свидетельствуют в пользу выраженного ангиоматоза - прорастания ткани фибросарком мелкими полиморфными сосудами. Следовательно, одним из показателей малигнизации исследованных новообразований можно считать количественные параметры васкуляризации ткани, причем, по нашим данным, наиболее адекватным показателем является индекс васкуляризации (Iv), который отражает изменения в васкуляризации независимо от размеров сосудов. Большое значение имеет, кроме того, анализ гистограмм процентного распределения полученных при морфометрии результатов.
Таким образом, сравнительная морфологическая характеристика новообразований кости, представленных доброкачественными и злокачественными опухолями, кроме общепринятых критериев их оценки позволяет обратить особое внимание на степень васкуляризации опухолевой ткани как на один из существенных показателей озлокачествления новообразования. Бурный рост малодифференцированной опухолевой ткани сопровождается активной васкуляризацией, что подтверждается результатами морфометрического исследования.
|
