ULTRASTRUCTURAL FEATURES OF THE STRUCTURE OF INNER PREPUTIAL LEAF IN BOYS IN EARLY CHILDHOOD AND IN PATHOLOGICAL PHIMOSIS
ULTRASTRUCTURAL FEATURES OF THE STRUCTURE OF INNER PREPUTIAL LEAF IN BOYS IN EARLY CHILDHOOD AND IN PATHOLOGICAL PHIMOSIS
Abstract
Morphological studies of the tissue and cellular elements that make up the foreskin at different stages of life in men after penile surgery are few and inconsistent. However, the consequences of its improper formation and the occurrence of pathological phimosis entail further inability to copulate and impaired reproductive function. In the presented research work, a study at the ultrastructural level was carried out in the area of specialised foreskin mucosa (preputium), surgically excised for reasons of pathological phimosis, in boys of the following age groups: 3 years old, children of 5 and 7 (early childhood) years of ratios of dermis components – basic matrix proteins and collagen fibres, as well as the study of cellular elements of the covering epithelium of the foreskin skin in a comparative aspect. The ultrastructure of 90 biopsy specimens of the foreskin dissected operatively by the circumcision method in different variants of pathological phimosis was analysed using light-optical and polarization microscopy. To examine the obtained histological material, the methods of classical staining and specific modifications for detection of connective tissue components were used. It has been established that in the age groups of boys 5 and 7 years old (early childhood), the connective tissue basis of the foreskin is characterised by a shift of the fibrous component towards an increase in the percentage of collagen up to 10–17%, and it is located here mainly as part of bundles of differently oriented collagen fibres. The structure of the epithelial tissue of the inner leaf of the preputium in all age groups remained unchanged, but with elements of aseptic inflammatory reaction.
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.