УЛЬТРАСТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО ЛИСТКА КРАЙНЕЙ ПЛОТИ У МАЛЬЧИКОВ В ПЕРИОДЕ РАННЕГО ДЕТСТВА И ПРИ ПАТОЛОГИЧЕСКОМ ФИМОЗЕ
УЛЬТРАСТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО ЛИСТКА КРАЙНЕЙ ПЛОТИ У МАЛЬЧИКОВ В ПЕРИОДЕ РАННЕГО ДЕТСТВА И ПРИ ПАТОЛОГИЧЕСКОМ ФИМОЗЕ
Аннотация
Морфологические исследования тканевых и клеточных элементов, составляющих крайнюю плоть на различных этапах жизни мужчин после хирургических вмешательств на Penis крайне малочисленны и противоречивы. Однако последствия ее неправильного формирования и возникновение патологического фимоза влекут за собой в дальнейшем неспособность к копуляции и нарушении репродуктивной функции. В представленной исследовательской работе проведено изучение на ультраструктурном уровне в области специализированной слизистой оболочки крайней плоти (preputium), хирургически иссеченной по причинам патологического фимоза, у мальчиков следующих возрастных групп: 3-х летних, детей 5 и 7 (ранее детство) лет соотношений компонентов дермы – белков основного матрикса и коллагеновых волокон, а также изучение клеточных элементов покровного эпителия кожи крайней плоти в сравнительном аспекте. Всего с помощью светооптической и поляризационной микроскопии проанализирована ультраструктура 90 биоптатов крайней плоти, иссечённых оперативно – методом циркумизации при различных вариантах патологического фимоза. Для изучения полученного гистологического материала использовались методы классической окраски и специфичные модификации для выявления компонентов соединительной ткани. Установлено, что в возрастных группах мальчиков 5 и 7 лет (ранее детство) для соединительно-тканной основы крайней плоти характерно смещение волокнистого компонента в сторону повышения процентного содержания коллагена до 10-17%, и находится он здесь преимущественно в составе пучков разно ориентированных коллагеновых волокон. Структура эпителиальной ткани внутреннего листка preputium во всех возрастных группах оставалась неизменной, однако с элементами асептической воспалительной реакции.
1. Введение
Разнообразные внутриутробные пороки крайней плоти praeputium в ходе эмбриогенеза человеческого организма по мужскому типу приводят к невозможности полного или частичного открытия головки полового члена – формируются её осложнения – рубцовый и гипертрофический фимозы. В дальнейшей у мужчины при начале половой жизни вышеуказанные патологии, а также их осложнения (балланопоститы кандидозного, аллергического или бактериального генеза) или же последствия неправильно выбранной тактики терапевтического или хирургического их лечения приводят к несостоятельности функционирования крайней плоти , , . Затрудняется или становится невозможным ее скольжение и растягивание при половом акте, вызывая болезненные ощущения или же неспособность осуществлять фрикции для эякуляции. При отсутствии своевременной терапии фимоза возникает меатостеноз и дизурия. Морфологические исследования тканевых и клеточных элементов, составляющих крайнюю плоть на различных этапах жизни мужчины после хирургических вмешательств крайне малочисленны и противоречивы . Недостаточно изучена и структура внутреннего листка крайней плоти, представляющая из себя специализированную слизистую оболочку, состоящую из элементов соединительной ткани (дермы) и эпителия. Ряд авторов , , указывают на одну из основных первопричин фимоза – избыточную жесткость эластического кольца – соединительнотканной стромы крайней плоти на границе головки полового члена и плотность его кожного покрова вокруг пещеристых тел , .
Целью нашего исследования являлось изучение на ультраструктурном уровне preputium, иссечённого по причинам развившихся осложнений патологического фимоза, у мальчиков трёх возрастных групп: 3-х летних, детей 5 и 7 лет соотношений компонентов дермы внутреннего листка – белков основного матрикса, эластических и коллагеновых волокон, а также в вышеуказанных возрастных группах архитектоники слоев клеточных элементов и толщины покровного эпителия внутреннего листка крайней плоти.
2. Методы и принципы исследования
Исследование проводилось в 2023-2024 годах у 90 пациентов различных возрастных групп (мальчики 3,5,7 лет). Биологический материал – крайняя плоть отбирался после хирургического вмешательства (обрезания) по причине патологического фимоза в детском хирургическом отделении ГБУ РО ГКБ №20 (Ростов-на-Дону) и в клинико-морфологическом центре доктора Бедарева (Ростов-на-Дону). Гистологические этапы обработки материала и его научный анализ проведен на кафедре Фундаментальных наук при Медицинском факультете Государственного университета Просвещения г. Москва. Изучались гистологические препараты крайней плоти (по краю иссечения в области уздечки Penis), удаленной при коррекции патологического фимоза (обрезания). Биоматериал – крайняя плоть взят от 90 мальчиков, имевших диагноз – «патологический фимоз» различный по этиологии: (30 мальчиков – 3-х лет, 30 пациентов 5 лет жизни, 30 пациентов 7 лет жизни). Контролем служил гистологический материал, полученный при выполнении обрезания здоровым детям аналогичного возраста по религиозным показаниям. Биопсионный материал фиксировался, обезвоживался, уплотнялся по стандартным методикам, а из полученных парафиновых блоков с помощью автоматического микротома KD-3398 изготавливалась серийные срезы толщиной 5–7 мкм. Они окрашивались гематоксилином – эозином, гематоксилином – пикрофуксином по методу Ван Гизон (на выявление соединительной ткани, а именно коллагеновых волокон), по Малори для выявления организации межклеточного вещества соединительной ткани, орсеином на выявление структуры эластических волокон. Также проведены биохимические замеры накопления коллагена 1 типа эластина 3 типа, характерного для дермы. Проведен стерео морфометрический анализ межклеточных компонентов вышеуказанного участка соединительной ткани с замером толщины и описанием клеточной архитектоники эпителиальной ткани (эпидермиса) внутреннего листка крайней плоти. На полученных срезах, с помощью специального пакета статистических программ к микроскопу Himera HI63, вычислялся относительный объём, занимаемый коллагеновым компонентом, эластическим компонентом, полученные результаты сравнивались с контролем. Здесь же, с помощью поляризационного светооптического микроскопа MAGUS Pol. 890, оценивалась архитектоника и степень зрелости пучков коллагеновых и эластических фибрилл. Статистическая обработка полученных данных проводилась методами вариационной статистики и с помощью непараметрического критерия хи – квадрат Пирсона, а с последующей оценкой Р-value сделано заключение о достоверности результатов.
3. Основные результаты
Наше комплексное исследование показало, что у мальчиков 3-х лет при патологических фимозах: относительные объемы коллагена 1 типа, внутреннего листка крайней плоти в среднем составили 48,45 ±1,93 мкмоль /г. ткани; относительные объёмы эластина 3 типа в соединительной ткани внутреннего листка крайней плоти, в среднем составили 53±2,4. Целостность структуры эпителия, выстилающего внутренний листок крайней плоти, оставалась неизменной, а его толщина соответствовала контрольным показателям.
У мальчиков возраста 5-х лет относительные объемы коллагена 1 типа, находящиеся в соединительной ткани внутреннего листка крайней плоти составили в среднем 68,45 ± 1,45 мкмоль /г. Относительные объёмы эластина 3 типа внутреннего листка крайней плоти, в среднем составили 19,45 ± 1,93 мкмоль /г. Целостность структуры эпителия, выстилающего внутренний листок крайней плоти, сохранялась, а его толщина, не отличалась от показателей возрастной нормы.
У мальчиков возраста 7 лет относительные объемы коллагена 1 типа, находящиеся в соединительной ткани внутреннего листка крайней плоти, в среднем, составили 78,45 ± 0,29 мкмоль /г. Относительные объёмы эластина 3 типа, находящиеся в соединительной ткани слизистой оболочки крайней плоти, в среднем составили 28,67 ± 1,004. мкмоль /г. Целостность структуры эпителия, выстилающего внутренний листок крайней плоти не нарушена, отмечались лишь небольшие меж эпителиальные лейкоцитарные инфильтрации, а толщина в среднем оставалась близка к контрольным цифрам и составила 17,45 ± 0,029 мкм.
С помощью компьютеризированного морфометрического анализа были 100 в полях зрения исследованы на гистологических препаратах срезы кожи внутреннего листка крайней плоти в каждой возрастной группе. Согласно нашим расчетам, средний процент эластиновых волокон был следующим: 1 группа – 3-х летние дети 4.71 +/- 1.2 (стандартная ошибка среднего значения +/- 0,0291); процентное содержание волокон эластина 3-х летних детей составляло 6.1 +/- 1.8 (+/- 0,0436).
Процентное содержание коллагеновых волокон в группе 3-летних мальчиков контрольной группы составляло 38.7 +/- 5.0 (+/- 0,1430); а процентное содержание коллагеновых волокон при фимозе составило 41.45 +/- 6.98 (+/- 0,1688). Это статистически недостоверный результат при сравнении.
Процентное содержание коллагеновых волокон в группе 5-летних мальчиков составляло в норме 59.7 +/- 5.9 (+/- 0,1730); а процентное содержание коллагеновых волокон при фимозе составило 69.47 +/- 6.96 (+/- 0,1688). Это статистически достоверно, различные показатели.
Процентное содержание коллагеновых волокон группе у 7-летних мальчиков в контрольной группе составляло 64.2 +/- 4.3 (+/- 0,1330); а процентное содержание коллагеновых волокон при фимозах составило 76.47 +/- 6.47 (+/- 0,1608). Этот статистически достоверно различный результат. Была продемонстрирована статистическая значимость p <0,0001 между группами коллагена и эластина. Различное процентное содержание волокон эластина и коллагена было обнаружено среди 27 пациентов во 2-й и 3-их группах.
Рисунок 1 - Патологический фимоз. Область препуциального кольца. Гистологическое строение иссечённого хирургическим путем фрагмента внутреннего листка крайней плоти:
ЭП – эпителий внутренней части (слизистой оболочки) кожи крайней плоти; КВ – коллагеновые волокна стромы внутреннего листка крайней плоти
Примечание: мальчик, 5 лет после рождения; поперечный срез; окраска гематоксилин-эозин, ув.х40
Рисунок 2 - Патологический фимоз. Гистологическое строение иссечённого хирургическим путем фрагмента внутреннего листка крайней плоти у 5-летнего мальчика. Область возле препуциального кольца:
ЭП – эпителий внутреннего листка крайней плоти; КВ – пучки коллагеновых волокон стромы (дермы) внутренней части кожи крайней плоти
Примечание: поперечный срез; окраска в модификации Ван Гизон; ув. х20
Рисунок 3 - Патологический фимоз. Рубцовые изменения в препуциальном кольце. Гистологическое строение иссечённого хирургическим путем фрагмента внутреннего листка крайней плоти у мальчика 7 лет:
1 - пучки зрелых коллагеновых волокон дермы внутреннего слоя крайней плоти, окрашены в синий цвет; 2 - скопление клеточных элементов слизистой внутреннего слоя крайней плоти, окрашены в красный цвет
Примечание: соединительнотканный каркас из грубых пучков коллагеновых волокон; поперечный срез; окраска по Малори ув. х20
4. Обсуждение
Таким образом, патологический фимоз, являясь полиэтиологичным процессом, развивающимся в детском возрасте, может в дальнейшем явиться первопричиной различных морфофункциональных нарушений со стороны мужского репродуктивного органа – Penis и в целом влиять негативно на детородную и психические функции , , . В нашей работе установлены проявления воспалительных реакций со стороны структур крайней плоти у детей после 3-х лет. В научной литературе по изучаемой нами проблеме опубликован ряд данных свидетельствующих о предрасположенности детей с фимозом к воспалительным заболеваниям и меланодермии; а также развитии карцином и образовании избыточного препуция , , , . Таких осложнений в нашем исследовании выявлено не было. Скорее подробно изучена структура внутреннего листка крайней плоти, представляющая из себя специализированную слизистую оболочку, состоящую из элементов соединительной ткани (дермы) и эпителия. Ряд авторов , , указывают на одну из основных первопричин фимоза – избыточную жесткость эластического кольца – соединительнотканной стромы крайней плоти на границе головки полового члена и плотность его кожного покрова вокруг пещеристых тел , . Эти факты подтверждаются и в нашем исследовании, но у детей после 3-х лет. При оценке количества коллагена и плотности коллагеновых волокон, количества эластина и эластических волокон не было обнаружено значимых различий между контрольной и группой с фимозами (р=0,083) у детей 3 лет.
У детей 5,7 лет количество коллагена и коллагеновых волокон были статистически достоверно выше в группах с фимозом по сравнению с контролем.
При оценке количества эластина и эластических волокон во внутреннем листке крайней плоти было определено, что объёмы эластина и толщина эластических волокон статистически достоверно уменьшены по сравнению с контролем в возрастных группах детей 5,7 лет.
Микроскопическое и морфометрическое исследования показали, что средняя толщина эпителия и целостность его ультраструктуры не увеличилась при фимозах у детей всех возрастных групп.
5. Заключение
Полученные результаты позволяют утверждать, что в возрастных группах мальчиков: 3, 5 и 7 лет в специализированной слизистой оболочке внутренней части крайней плоти (ее соединительно-тканной основы) при патологическом фимозе, в области эластического кольца, характерно смещение волокнистого компонента в сторону повышения процентного содержания коллагена и избыточного присутствия пучков коллагеновых волокон. Морфометрическими расчетами зафиксировано статистически достоверное увеличение процентного присутствия структур из коллагена, в среднем на 18%. Структура эпителиальной ткани крайней плоти остается неизменной, толщина эпителия соответствует возрастным нормам, однако с элементами асептической воспалительной реакции лишь у мальчиков с фимозом 7-летнего возраста.
Этиологический аспект патологического фимоза подразумевает выявление его причин с помощью электронно микроскопического, иммуногистохимического, с анализом экспрессии различных специфических маркеров, цитологического и молекулярно-генетического исследований, с применением секвенирования генома у конкретного пациента для выявления локальных дефектов нарушения биосинтеза молекул коллагенов и эластинов. Полученные в ходе нашей работы данные дают основание рекомендовать практикующим врачам урологам и хирургам следующее: при окончательной постановке диагноза – патологический фимоз, после дифференцировки от фимоза физиологического, вне зависимости от его этиологии, как можно раньше применять сначала различные варианты консервативного лечения, а при его неэффективности прибегнуть к одному из апробированных вариантов хирургической коррекции.