Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,686

ГИПОПЛАЗИЯ ЛЕГКИХ: ПРИЧИНЫ РАЗВИТИЯ И ПАТОЛОГОАНАТОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Щеголев А.И. 1 Туманова У.Н. 1 Ляпин В.М. 1
1 ФГБУ «Научный центр акушерства гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Гипоплазия легких отражает недоразвитие всех структурных элементов легких (бронхов, альвеол, сосудов). Частота ее выявления составляет в среднем 14 на 10000 новорожденных. Выделяют первичную и вторичную гипоплазию легких. Основными причинами гипоплазии легких являются аномалии и уменьшение размеров грудной полости, нарушения дыхательных движений плода, нарушения содержания жидкости в легких при маловодии, а также врожденные пороки сердца. При проведении патологоанатомического вскрытия необходима не только верификация гипоплазии легких, но и выяснение ее роли в танатогенезе как непосредственной причины смерти. В основе патологоанатомической диагностики лежат определение массы легких, соотношения массы легких и общей массы тела, а также и количества радиальных альвеол. Нижняя граница нормального соотношения массы легких и тела составляет 0,015 при сроке гестации менее 28 недель и 0,012 при сроке 28 и более недель гестации. Нормальное количество радиальных альвеол у доношенных новорожденных составляет 4-6.
легкое
гипоплазия легкого
врожденная диафрагмальная грыжа
маловодие
количество радиальных альвеол
1. Демидов В.Н., Машинец Н.В. Односторонняя гипоплазия легкого у плода: обзор ли-тературы и собственное наблюдение // Пренатальная диагностика. – 2016. – № 4. – С. 302-305.
2. Кучеров Ю.И., Геворкян А.В., Стыгар В.И., Жиркова Ю.В. Вопросы пренатального консультирования при врожденной диафрагмальной грыже // Пренатальная диагно-стика. – 2016. – № 3. – С. 194-199.
3. Щеголев А.И., Ляпин В.М., Буров А.А. и др. Клинико-морфологические сопоставле-ния при врожденной диафрагмальной грыже у новорожденных // Материалы XIV форума «Мать и дитя». М., 2013. – С. 466-467.
4. Щеголев А.И., Туманова У.Н., Фролова О.Г. Региональные особенности мертворож-даемости в Российской Федерации. Актуальные вопросы судебно-медицинской экс-пертизы и экспертной практики в региональных бюро судебно-медицинской экспер-тизы на современном этапе. Рязань, 2013. С. 163-169.
5. Щеголев А.И., Туманова У.Н., Шувалова М.П., Фролова О.Г. Гипоксия как причина мертворождаемости в Российской Федерации // Здоровье, демография, экология фин-но-угорских народов. – 2014. – № 3. – С. 96-98.
6. Askenazi S.S., Perlman M. Pulmonary hypoplasia: lung weight and radial alveolar count as criteria of diagnosis // Arch. Dis. Child. – 1979. – V. 54. – P. 614-618.
7. Barth P.J., Ruschoff J. Morphometric study on pulmonary arterial thickness in pulmonary hypoplasia // Pediatr. Pathol. – 1992. – V. 12. – P. 653-663.
8. Emery J.L., Mithal A. The number of alveoli in the terminal respiratory unit of man during late intrauterine life and childhood // Arch. Dis. Child. – 1960. – V. 35. – P. 544-547.
9. Gilbert-Barness E., Spicer D.E., Steffensen T.S. Handbook of Pediatric Autopsy Pathology. NY: Springer Science+Business Media, 2014.
10. Hsu J.-S., Lee Y.-S., Lin C.-H. et al. Primary congenital pulmonary hypoplasia of a neonate // J. Chinese Med. Ass. – 2012. – V. 75. – P. 87-90.
11. Khong T.Y. The Respiratory System // Khong T.Y., Malcomson R.D.G. Eds. Keeling’s Fetal and Neonatal Pathology. N.Y. et al.: Springer International Publishing, 2015. – P. 531-560.
12. Knox W.F., Barson A.J. Pulmonary hypoplasia in a regional perinatal unit // Early Hum. Dev. – 1986. – V. 114. – P. 33-42.
13. Lauria M.R., Gonik B., Romero R. Pulmonary hypoplasia: pathogenesis, diagnosis and an-tenatal prediction // Obstet. Gynecol. – 1995. – V. 86. – P. 466-475.
14. Logan J.W., Rice H.E., Goldberg R.N., Cotton C.M. Congenital diaphragmatic hernia: a sys-tematic review and summary of best-evidence practice strategies // J. Perinatol. – 2007. – V. 27. – P. 535-549.
15. McIntosh N., Harrison A. Prolonged premature rupture of membranes in the pre-term infant: a 7 year study // Eur. J. Obstet. Gynecol. Reprod. Biol. – 1994. – V. 57. – P. 1-6.
16. Morales W.J., Thomas T. Premature rupture of membranes at < 25 weeks: a management di-lemma // Am. J. Obstet. Gynecol. – 1993. – V. 168. – P. 503-507.
17. Nakamura Y., Harada K., Yamamoto I. et al. Human pulmonary hypoplasia. Statistical, morphological, morphometric and biochemical study // Arch. Pathol. Lab. Med. – 1992. – V. 116. – P. 635-642.
18. Page D.V., Stocker J.T. Anomalies associated with pulmonary hypoplasia // Am. Rev. Respir. Dis. – 1982. – V. 125. – P. 216-221.
19. Rotschild A., Ling E.W., Puterman M.L., Farquharson D. Neonatal outcome after prolonged preterm rupture of the membranes // Am. J. Obstet. Gynecol. – 1990. – V. 162. – P. 46-52.
20. Ruano R., da Silva M.M., Campos J.A. et al. Fetal pulmonary response after fetoscopic tra-cheal occlusion for severe isolated congenital diaphragmatic hernia // Obstet. Gynecol. – 2012. – V. 119. – P. 93-101.
21. Rudd E.G. Premature rupture of the membranes. A review // J. Reprod. Med. – 1985. – V. 30. – P. 843-848.
22. Sherer D.M., Davis J.M., Woods J.R. Pulmonary hypoplasia: a review // Obstet. Gynecol. Surv. – 1990. – V. 45. – P. 792-803.
23. Szpinda M., Siedlaczek W., Szpinda A. et al. Volumetric growth of the lungs in human fe-tuses: an anatomical, hydrostatic and statistical study // Surg. Radiol. Anat. – 2014. – V. 36. – P. 813-820.
24. Thomas I.T., Smith D.W. Oligohydramnios, cause of the nonrenal features of Potter’s syn-drome, including pulmonary hypoplasia // J. Pediatr. – 1974. – V. 84. – P. 811-814.
25. Wigglesworth J.S., Desai R., Guerrini P. Fetal lung hypoplasia: biochemical and structural variations and their possible significance // Arch. Dis. Child. – 1981. – V. 56. – P. 606-615.

Гипоплазией легких обозначают недоразвитие всех структурных элементов легких: бронхов, паренхимы, кровеносных сосудов. Согласно данным литературы, частота выявления гипоплазии легких составляет в среднем 14 на 10000 новорожденных [12]. Однако считается, что истинная частота заболеваемости выше этих показателей, поскольку слабо выраженная степень гипоплазии легких не диагностируется и соответственно не учитывается, а новорожденные выживают. Вместе с тем, у новорожденных она может проявиться сразу после рождения или прогрессировать в раннем неонатальном периоде в виде неустранимой асфиксии и тем самым явиться непосредственной причиной смерти. Действительно, при выраженной гипоплазии легких летальный исход отмечается в 71-95 % наблюдений [14]. Поэтому частота выявления гипоплазии легких на аутопсийном материале варьирует от 7,8 % до 22 % [18], при этом в более 85 % таких наблюдений она сочетается с другими врожденными аномалиями развития [18].

Целью данной работы явился анализ данных литературы о причинах и механизмах развития, а также критериях патолого-анатомической диагностики гипоплазии легких.

Прежде всего, следует уточнить, что хотя гипоплазия легких представляет собой врожденное состояние, она не расценивается в качестве истинного порока развития, поскольку почти всегда является вторичной по отношению к другой патологии [11]. Тем не менее, гипоплазия легких может быть и первичной. Первичная гипоплазия легких, являющаяся по своей сути изолированной аномалией развития, возникающей в отсутствие патологии матери и плода, встречается крайне редко [1]. Однако J.-S. Hsu с соавт. [10] отмечает, что причиной первичной гипоплазии легких может быть идиопатическая недостаточность ряда факторов транскрипции и / или роста, в том числе при других врожденных аномалиях и синдромах, в частности, при птеригиум-синдроме, синдроме ятагана, Дауна (трисомии по 21-ой хромосоме).

Вторичная гипоплазия легких встречается гораздо чаще и является действительно вторичной по отношению к врожденным аномалиям и осложнениям беременности, вызывающим недоразвитие легких. Описанные причины развития вторичной гипоплазии легких могут быть условно подразделены на четыре группы [11, 13]:

● аномалии и главным образом уменьшение размеров грудной полости, встречающиеся при деформациях грудной клетки, особенно при скелетной дисплазии; деформациях грудного отдела позвоночника, например, при синдроме Клиппеля-Фейля (Klippel–Feil), проявляющимся врожденным уменьшением и синостозом шейных позвонков, а также при гидротораксе, врожденной диафрагмальной грыже и врожденной аденоматоидной мальформации легких;

● нарушения дыхательных движений плода вследствие повреждений в центральной нервной системе или нервно-мышечных расстройствах;

● нарушения содержания жидкости в легких и давления жидкости в легких при маловодии, в том числе при аномалиях почек и мочевых путей, приводящих к маловодию (агенезия почки, сиреномелия с агенезией почек, гипоплазия почек, атрезия уретры и другие обструктивные уропатии, поликистоз почек), а также при длительной потери околоплодной жидкости;

● врожденные пороки сердца с низким кровотоком в системе легочной артерии.

Наиболее частыми причинами развития гипоплазии легких являются аномалии развития почек, врожденная диафрагмальная грыжа и водянка плода, указывающие, что нарушения развития и роста легких произошли на ранней стадии развития (до 16 недель гестации). В то же время маловодие нарушает развитие легких плода после 16 недель гестации [17]. Действительно, J.S. Wigglesworth с соавт. [25] не выявили структурных различий в легких плода после разрыва плодных оболочек до 20 недель беременности, при наличии нормально функционирующих почек и в случаях двусторонней агенезии почек.

Основной причиной развития гипоплазии легких считается длительное маловодие почечной или внепочечной природы. Первое описание сочетания двусторонней агенезии почек и гипоплазии легких было сделано Potter в 1946 году. Позднее было установлено, что гипоплазия легких является основной причиной смерти новорожденных с двусторонней почечной дисплазией с наличием или отсутствием кистозных изменений. Последняя характерна и для синдром Potter (Поттера), проявляющегося также специфическими аномалиями лица (выступающий лобный бугор, уплощение и расширение корня носа, глубоко расположенные большие неправильной формы ушные раковины, микрогнатия, иногда старческое выражение лица новорожденного, так называемое, лицо Potter), аномалиями верхних и нижних конечностей (лопатообразные руки, симбодия, анхиподия, сиреномелия, другие пороки развития стоп) и гипоплазией легких. В ряде таких случаев, преимущественно после 34 недель гестации, отмечается малая масса новорожденного.

Вместе с тем, в литературе отсутствуют данные о генетической или тератологической природе гипоплазии легких, сочетающейся с различными аномалиями мочевыводящих путей. Предполагается, что развитие синдрома Поттера обусловлено несколькими дефектами мезодермы на ранних стадиях развития. В то же время большинство исследователей [24] считает, что структурные аномалии лица, легких и конечностей являются вторичными по отношению к маловодию. Внепочечные причины маловодия, в частности, длительное подтекание околоплодных вод, также описаны в качестве внепочечных проявлений синдрома Поттера. В свою очередь гипоплазия легких может встречаться при отсутствии полного комплекса врожденных аномалий, связанных с маловодием.

Тем не менее, длительное маловодие, обусловленное преждевременным повреждением плодных оболочек, рассматривается в качестве одной из причин гипоплазии легких [15]. Следует добавить, что общая частота преждевременного разрыва плодных оболочек варьирует, по данным литературы, от 5 % до 45 % [21], Сам же разрыв представляет собой грозное осложнение, как в отношении матери, являясь причиной преждевременных родов и дистресса плода с последующим развитием болезни гиалиновых мембран [15]. К сожалению, преждевременный разрыв плодных оболочек обуславливает и мертворождение [4, 5].

Помимо гипоплазии легких длительный безводный промежуток способствует, в первую очередь, инфицированию матери и плода [19]. Частота таких инфекционных осложнений у новорожденных после преждевременного разрыва плодных оболочек колеблется от 0,5 % до 25 % [21]. Однако, по мнению ряда авторов [15], более грозным осложнением разрыва плодных оболочек следует считать развитие гипоплазии легких как наиболее частой непосредственной причины смерти. Именно поэтому разрыв плодных оболочек с развитием маловодия расценивается в качестве фактора риска появления гипоплазии легких и неблагоприятного фактора прогноза новорожденного [16]. Так, частота выявления гипоплазии легких после маловодия, обусловленного длительным подтеканием околоплодных вод, варьировала от 8 % до 26 % [15, 21]. Общая летальность после такого продолжительного преждевременного разрыва плодных оболочек составила 17-41 %, смерть же в результате гипоплазии легких – в 29-58 % наблюдений [15, 19, 21].

Говоря о маловодии, следует подчеркнуть особую роль внутриальвеолярного давления для нормального развития легких. Так, при синдроме Фрейзера (Fraser), характеризующимся атрезией или стенозом гортани в сочетании с агенезией почек и соответственно развитием маловодия, легкие имеют обычные размеры или даже признаки гиперплазии. То есть имеющаяся в таких наблюдениях аномалия гортани препятствует потери жидкости из легких, предотвращая тем самым развитие гипоплазии легких. Кроме того, было показано, что оперативное формирование окклюзии трахеи у плодов с выраженной диафрагмальной грыжей приводит к увеличению васкуляризации и размеров легких [20].

Важным фактором патогенеза гипоплазии легких считается и компрессия органов в грудной полости, как внутри, так и снаружи. Сдавление из вне обычно связано с аномалиями костной системы и сочетается с маловодием. Внутренняя компрессия обусловлена наличием внутригрудных образований, в частности, диафрагмальной грыжи, гидроторакса, в том числе при водянке плода, хилоторакса. Так, врожденная диафрагмальная грыжа, особенно ложная, сопровождающаяся эвентрацией органов брюшной полости в грудную полость, практически всегда приводит к развитию гипоплазии легких [2, 11]. Которая же в свою очередь становится основной непосредственной причиной смерти новорожденного [3].

Развитие гипоплазии легких может быть связано и с нарушениями дыхательных движений при нарушениях нервных волокон и нервно-мышечной проводимости. В частности, отсутствие дыхательных движений было описано при синдроме Пена-Шокейра (Pena-Shokeir).

Следовательно, гипоплазия легких обусловлена неполноценным развитием и соответственно уменьшенным количеством клеток, воздухоносных путей и альвеол, что сопровождается более меньшими размерами и массой органа [13]. Нарушения развития легких во время псевдожелезистой стадии (до 16 недель гестации) приводят к редукции разветвлений бронхов, изменениям формирования и созревания ацинарной архитектоники, а также к снижению васкуляризации и истончению аэро-гематического барьера [17]. Нарушения развития легких происходят и после псевдожелезистой стадии (после 16 недель гестации) в виде нарушений формирования и созревания ацинусов [17].

Известно, что в легких плода развитие воздухоносных путей происходит содружественно с развитием кровеносных сосудов: преацинарные кровеносные сосуды формируются одновременно с воздухоносными путями, а внутриацинарные сосуды – с развитием альвеол. В этой связи, гипоплазия легкого закономерно сопровождается нарушениями развития внутрилегочных сосудов, в частности, уменьшением общего объема сосудистого русла, уменьшением удельного количества сосудов и гипертрофией мышечного слоя в артериях. Гипертрофия мышечного слоя во внутрилегочных артериях определяется на основании относительного его утолщения по отношению к толщине всей стенки и является морфологическим субстратом повышенного сопротивления в сосудах легких [7].

На основании морфологических исследований было предложено два пути морфогенеза гипоплазии легких [11]. Согласно первому, легких остаются незрелыми и сочетаются с недостаточным их ростом. Это проявляется сужением дыхательных путей, задержкой дифференцировки эпителия и задержкой развития аэрогематических барьеров. Предполагается, что такой путь связан с недостаточной дифференцировкой недиф-ференцированных клеток в пневмоциты 1 типа. Согласно второму пути, отмечается недостаточный рост легких, но при этом они созревают (развиваются) в соответствии со сроком гестации. Недоразвитие легких в сочетании с недостаточным их ростом чаще всего обуслов-лено маловодием. Однако такое разделение видов гипоплазии на основании структурных изменений не всегда соответствует данным биохимических и функциональных исследований. Так, количество пневмоцитов 2 типа при гипоплазии легких, вызванной маловодием, практически не отличается от нормального уровня. Однако выявленная в таких наблюдениях недостаточная продукция сурфактанта свидетельствует о функциональной недостаточности данного типа клеток. Функциональные же нарушения пневмоцитов 2 типа могут развиваться при гипоплазии легких, связанной с врожденной диафрагмальной грыжей, особенно в ипсилатеральном легком, при этом важным звеном патогенеза считается дефицит сурфактанта.

Вышесказанное лежит в основе патологоанатомической диагностики гипоплазии легких. В случаях выраженной гипоплазии она отмечается уже при макроскопическом исследовании в виде уменьшенных в размерах легких, расположенных в уменьшенной грудной полости. Косвенным признаком гипоплазии считается более высокое расположение иижней поверхности легких относительно верхушки сердца при выделении органокомплекса. Наиболее простым и эффективным способом диагностики недоразвития легких является определение их массы и сопоставление с нормативными показателями. При этом следует учитывать неравномерность развития правого и левого легкого, а также возраст и пол ребенка (табл. 1) [9]. Важно также подчеркнуть, что показатели массы легких необходимо интерпретировать с осторожностью при наличии патологии, такие как инфекции или при продолжительном периоде выживания новорожденного. В случае искажения истинных значений массы легких за счет выявлении отека легких, кровоизлияний или воспаления рекомендуется во время аутопсиии проводить измерение объема легких при помощи метода вытеснения воды [23].

Таблица 1

Масса правого и левого легкого у мальчиков и девочек в зависимости от возраста (среднее и разброс при p = 0.95, г) [9 с изменениями]

Возраст (дни)

Мальчики

Девочки

Правое

Левое

Правое

Левое

1

17,4 (16,0-18,7)

14,8 (13,7-15,9)

15,8 (14,5-17,1)

13,5 (12,3-14,7)

2-30

35,9 (31,8-39,9)

31,0 (26,9-35,0)

39,6 (23,4-55,7)

34,3 (20,1-48,5)

31-60

44,1 (34,4-53,8)

34,6 (28,4-40,8)

37,9 (32,7-43,0)

34,5 (29,2-39,7)

61-90

46,4 (40,7-52,0)

37,8 (33,0-42,5)

40,8 (36,1-45,5)

35,2 (30,9-39,5)

91-120

43,6 (38,1-49,0)

38,5 (33,2-43,8)

43,5 (35,2-51,8)

39,8 (31,6-48,0)

121-150

58,9 (42,0-75,8)

55,0 (36.6-73,3)

44,2 (34,8-53,6)

38,2 (30,6-45,7)

151-180

61,0 (49,5-72,5)

52,8 (44,9-60,8)

48,4 (40,9-56,0)

43,8 (37,1-50,4)

1 год

73,1 (54,4-91,7)

60,2 (44,7-75,7)

54,9 (38,3-71,5)

49,9 (32,5-67,3)

2 года

107,6 (92,9-122,4)

90,5 (78,1-103,0)

116,4 (88,5-144,4)

103,0 (83,1-122,9)

3 года

125,8 (100,1-156,8)

118,4 (88,4-148,3)

121,9 (107,9-135,9)

104,3 (86,5-122,0)

Более четким показателем гипоплазии легких считается расчет отношения массы легких к массе тела плода или новорожденного (LW:BW ratio) [22]. В целом считается, что масса легких в нормальных условиях должна быть больше 1,2 % от массы тела [6]. Тем не менее, нормальные значения такого отношения у доношенных новорожденных составляют 0,018-0,022 [11, 19]. По мнению J.S. Wigglesworth с соавт. [25], нижняя граница соотношения массы легких и тела составляет 0,015 при сроке гестации менее 28 недель и 0,012 при сроке 28 и более недель гестации. Вместе с тем, следует отметить, что значения данного соотношения могут зависеть от степени кровенаполнения и выраженности отека легких, а также постнатальной абсорбции жидкости паренхимой органа.

В этой связи S.S. Askenazi и M. Perlman [6] предложили проводить диагностику гипоплазии легких на основании комбинации вышеуказанного соотношения массы легких и плода и количества радиальных альвеол (RAC) (табл. 2).

Таблица 2

Критерии диагностики гипоплазии легких [6]

Отношение массы легких к массе тела

Количество радиальных альвеол

Гипоплазия легких

< 0,009

не используется

вероятна

0,010-0,012

указывается для подтверждения диагноза

вероятна

0,013-0,017

необходимо

возможна

> 0,018

можно не указывать

маловероятна

Подсчет количества радиальных альвеол проводят при микроскопическом исследовании гистологических препаратов ткани легкого. Еще в 1960 году J.L. Emery и A. Mithal [8] в качестве морфологического показателя зрелости легких предложили использовать количество радиальных альвеол на линии, соединяющей респираторную терминальную бронхиолу с границей ближайшего ацинуса, то есть с плеврой или соединительно-тканной перегородкой). Нормальное количество таких альвеол зависит от срока гестации плода и возраста новорожденного [8]. У плодов на сроке гестации 24-27 недель среднее их количество составляет 2,2 ± 0,6, при 28-31 неделя – 2,6 ± 0,8, 32-35 недели – 3,2 ± 0,9, 36-39 недель – 3,6 ± 0,9, у новорожденных в 40 недель – 4,4 ± 0,9, в возрасте 1 неделя – 4,5 месяца – 5,5 ± 1,38, 5-9 месяцев – 6,6 ± 1,68, 10-15 месяцев – 7,0 ± 1,68, 15-22 месяца – 7,1 ± 1,75, 23-30 месяцев – 7,2 ± 1,42 [8].

S.S. Askenazi и M. Perlman [6] модифицировали данную методику: вместо числа альвеол определяли количество альвеолярных перегородок (количество альвеол равно количеству перегородок минус один). В результате морфометрического анализа препаратов авторы установили, что среднее количество межальвеолярных перегородок в нормальной ткани легких составляет 5,3 ± 0,6, а значения его менее 75 % от нормального уровня свидетельствуют о гипоплазии легких. Примечательно, что гистологические изменения ткани легких коррелировали со степенью выраженности гипоплазии и не зависели от типа сочетанных аномалий развития.

Таким образом, гипоплазия легких является грозным состоянием, осложняющим течение большого ряда заболеваний. При проведении патологоанатомического вскрытия необходима не только верификация гипоплазии легких, но и выяснение ее роли в танатогенезе как непосредственной причины смерти.


Библиографическая ссылка

Щеголев А.И., Туманова У.Н., Ляпин В.М. ГИПОПЛАЗИЯ ЛЕГКИХ: ПРИЧИНЫ РАЗВИТИЯ И ПАТОЛОГОАНАТОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2017. – № 4-3. – С. 530-534;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=11508 (дата обращения: 20.06.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252