Гистологическое и иммуногистохимическое исследование нервных волокон и ганглиев в периартериальной жировой ткани бифуркации легочной артерии у пациентов с легочной гипертензией и без нее

Актуальность. Одним из возможных методов снижения давления в легочной артерии (ЛА) при легочной гипертензии (ЛГ) является радиочастотное повреждение периартериальных нервных волокон. В то же время степень влияния вегетативной нервной системы еще до конца не определена. Также известно, что дофамин индуцирует вазорелаксацию ЛА, однако подтипы дофаминовых рецепторов, вовлеченные в этот механизм, еще не идентифицированы.

Цель — морфологическое исследование нервных волокон и ганглиев в периартериальной жировой ткани бифуркации ЛА у пациентов с ЛГ и без нее.

Материалы и методы. Тканевые образцы зоны бифуркации ЛА с окружающей жировой клетчаткой забраны у 8 пациентов с ЛГ и 9 пациентов без ЛГ (аутопсийный материал): 7 женщин в возрасте 59 ± 22 лет и 10 мужчин 62 ± 15 лет. Проводилась иммуногистохимическая реакция с антителами к белку S100, tyrosine hydroxylase (TH), мускариновому рецептору М1, дофаминовым рецепторам D1, D2, D5. Оценивались количество нервных волокон и ганглиев на площадь препарата, их диаметр и глубина расположения относительно интимы ЛА.

Результаты. Статистически значимых различий в строении и размерах нервных волокон и ганглиев у пациентов с ЛГ и без нее выявлено не было. В целом среднее количество нервных волокон на площадь препарата (4 см²) было 29,1 ± 15,5; ганглиев — 1,1 ± 1,3; средний диаметр волокон — 130,6 ± 35,1 мкм, ганглиев — 532,0 ± 790,7 мкм; среднее расстояние волокно-интима — 2141,4 ± 663,3 мкм, ганглий-интима — 1799,0 ± 500,5 мкм. Плотность волокон вокруг бифуркации ЛА была выше (р = 0,04) у пациентов с хронической сердечной недостаточностью (ХСН) II функционального класса (ФК) (20 ± 10 волокон/4 см2) по сравнению с пациентами с ХСН III-IV ФК (11 ± 4 волокон/4 см2). Экспрессия М1 и TH определялась на нервных волокнах и ганглиях, в эндотелии и гладкомышечных клетках ЛА, в эпителии бронхов. При этом, в отличие от М1, экспрессия TH наблюдалась не на всех нервных клетках, а ее уровень варьировал от 1 до 4 баллов. Экспрессии D2-рецептора выявлено не было, экспрессия D1 была слабо выражена, а D5-4 балла во всех случаях на эндотелии и гладкомышечных клетках ЛА.

Заключение. Морфометрический анализ нервных волокон и ганглиев не выявил различий между пациентами с ЛГ и без нее. Отмечалось значимое снижение количества нервных волокон по мере прогрессирования сердечной недостаточности. Экспрессия TH на нервных волокнах и ганглиях была меньше выражена и наблюдалась не на всех клетках по сравнению с М1-рецептором. Экспрессия дофаминовых рецепторов была выявлена только на эндотелии и гладкомышечных клетках ЛА. Дальнейшее морфологическое исследование на большем материале позволит создать теоретическую базу обоснованности интервенционной иннервации ЛА.

1. Galie N, Corns PA, Frost A, Girgis RE, Granton J, Jing ZC et al. Updated treatment algorithm of pulmonary arterial hypertension. J Am Coll Cardiol. 2013;62(25):60—72. doi:10.1016/j.jacc.2013.10.031

2. Mak S, Witte KK, Al-Hesayen A, Granton JJ, Parker JD. Cardiac sympathetic activation in patients with pulmonary arterial hypertension. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2012;302 (10):1153—1157. doi:10.1152/ajpregu.00652.2011

3. de Man FS, Tu L, Handoko ML, Rain S, Ruiter G, Francois C et al. Dysregulated renin-angiotensin-aldosterone system contributes to pulmonary arterial hypertension. Am J Respir Crit Care Med. 2012;186(8):780—789.

4. Guidotti TL. The lung: scientific foundations. JAm MedAssoc. 1997;278(23):2117. doi:10.1001/jama.1997.03550230093050

5. Juratsch CE, Jengo JA, Castagna J, Laks MM. Experimental pulmonary hypertension produced by surgical and chemical denervation of the pulmonary vasculature. Chest. 1980;77(4): 525-530.

6. Barthelemy P, Sabeur G, Jammes Y. Assessment of an airway-to-pulmonary circulation reflex in cats. Neurosci Lett. 1996;211(2):89-92.

7. Szidon JP, Flint JF. Significance of sympathetic innervation of pulmonary vessels in response to acute hypoxia. J Appl Physiol. 1977;43(1):65—71.

8. McMahon TJ, Hood JS, Kadowitz PJ. Pulmonary vasodilator response to vagal stimulation is blocked by N omega-nitro-L-arginine methyl ester in the cat. Circ Res. 1992;70(2):364—369.

9. Beaulieu JM, Gainetdinov RR. The physiology, signaling, and pharmacology of dopamine receptors. Pharmacol Rev. 2011;63(1):182—217. doi:10.1124/pr.110.002642

10. Chen SL, Zhang YJ, Zhou L, Xie DJ, Zhang FF, Jia HB et al. Percutaneous pulmonary artery denervation completely abolishes experimental pulmonary arterial hypertension in vivo. EuroIntervention. 2013;9(2):269—276.

11. Chen SL, Zhang FF, Xu J, Xie DJ, Zhou L, Nguyen T et al. Pulmonary artery denervation to treat pulmonary arterial hypertension: the single-center, prospective, frst-in-man PADN-1 study (frst-in-man pulmonary artery denervation for treatment of pulmonary artery hypertension). J Am Coll Cardiol. 2013;62(12): 1092—1100. doi:10.1016/j.jacc.2013.05.075

12. Fisher AWF. The intrinsic innervation of the pulmonary vessels. Acta Anat (Basel). 1965;60(4):481—496.

13. Huang Y, Liu YW, Pan HZ, Zhang XL. Transthoracic pulmonary artery denervation for pulmonary arterial hypertension sympathetic nerve distribution and pulmonary artery remodeling. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2019;39:704-718. doi:10.1161/ATVBAHA.118.311992

14. Zhang Y, Chen W, Xu Y, Liu H, Chen Y, Yang H et al. Nerve distribution of canine pulmonary arteries and potential clinical implications. Am J Transl Res. 2016;8(2):365—374.

15. Zhou L, Zhang J, Jiang XM, Xie DJ, Wang JS, Li L et al. Pulmonary artery denervation attenuates pulmonary arterial remodeling in dogs with pulmonary arterial hypertension induced by dehydrogenized monocrotaline. J Am Coll Cardiol Intv. 2015;8 (15):2013—2023. doi:10.1016/jjcin.2015.09.015

16. Regitz V, Leuchs B, Bossaller C, Sehested J, Rappolder M, Fleck E. Myocardial catecholamine concentrations in dilated cardiomyopathy and heart failure of different origins. Eur Heart J. 1991;12(suppl.D):171—174.

17. Verdu E, Ceballos D, Vilches JJ, Navarro X. Influence of aging on peripheral nerve function and regeneration. J Peripher Nerv Syst. 2000;5(4):191—208.

18. Norel X, Walch L, Costantino M, Labat C, Gorenne I, Dulmet E et al. M1 and M3 muscarinic receptors in human pulmonary arteries. Br J Phamacol.1996;119(1):149—157.

19. Giang M, Papamatheakis DG, Nguyen D, Paez R, Blum Johnston C, Kim J et al. Muscarinic receptor activation affects pulmonary artery contractility in sheep: the impact of maturation and chronic hypoxia on endothelium-dependent and endothelium-independent function. High Alt Med Biol. 2016;17(2):122—132. doi:10.1089/ham.2015.0116

20. Buels KS, Fryer AD. Muscarinic receptor antagonists: effects on pulmonary function. Handb Exp Pharmacol. 2012;208:317— 341. doi:10.1007/978-3-642-23274-9_14

21. Proskocil BJ, Sekhon HS, Jia Y, Savchenko V, Blakely RD, Lindstrom J et al. Acetylcholine is an autocrine or paracrine hormone synthesized and secreted by airway bronchial epithelial cells. Endocrinology. 2004;145(5):2498—2506.

22. Haberberger R, Schemann M, Sann H, Kummer W. Innervation pattern of guinea pig pulmonary vasculature depends on vascular diameter. J Appl Physiol. 1997;82(2):426—434.

23. Haberberger RV, Bodenbenner M, Kummer W. Expression of the cholinergic gene locus in pulmonary arterial endothelial cells. Histochem Cell Biol. 2000;113(5):379—387.

24. Laitinen LA, Laitinen MV, Widdicombe JG. Parasympathetic nervous control of tracheal vascular resistance in the dog. J Physiol. 1987;385:135—146.

25. Greenberg B, Rhoden K, Barnes PJ. Endothelium-dependent relaxation of human pulmonary arteries. Am J Physiol. 1987;252(2Pt2):434—438.

26. Furchgott RF, Zawadzki JV. The obligatory role of endothelial cells in the relaxation of arterial smooth muscle by acetylcholine. Nature. 1980;288(5789):373-376.

27. Barnes PJ, Liu SF. Regulation of pulmonary vascular tone. Pharmacol Rev. 1995;47(1):87-131.

28. Leblais V, Delannoy E, Fresquet F, Begueret H, Bellance N, Banquet S et al. Beta-adrenergic relaxation in pulmonary arteries: preservation of the endothelial nitric oxide-dependent beta2 component in pulmonary hypertension. Cardiovasc Res. 2008;77(1):202-210. Epub 2007 Aug 30.

29. Barnes PJ. Distribution of receptor targets in the lung. Proc Am Thorac Soc. 2004;1(4):345-351. doi:10.1513/pats.200409-045MS

30. Ricci A, Mignini F, Tomassoni D, Amenta F. Dopamine receptor subtypes in the human pulmonary arterial tree. Auton Autacoid Pharmacol. 2006;26(4):361-369.

31. Kobayashi Y, Ricci A, Amenta F, Cavallotti C, Hattori K. Localization of dopamine receptors in the rabbit lung vasculature. J Vasc Res. 1995;32(3):200-206.

32. Rothman A, Arnold ND, Chang W, Watson O, Swift AJ et al. Pulmonary artery denervation reduces pulmonary artery pressure and induces histological changes in an acute porcine model of pulmonary hypertension. Circ Cardiovasc Interv. 2015;8(11): e002569. doi:10.1161/CIRCINTERVENTIONS.115.002569

33. Chen SLZH, Xie DJ, Zhang J, Zhou L, Rothman AK, Stone GW. Hemodynamic, functional, and clinical responses to pulmonary artery denervation in patients with pulmonary arterial hypertension of different etiologies: phase II results from the PADN-1 study. Circ Cardiovasc Interv. 2015;8:e002837.