МУНИЦИПАЛЬНОЕ АВТОНОМНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №3

Что такое плевральные наслоения 🚩 Заболевания

Эти соединительнотканные структуры являются следствием вовлечения плевры в воспалительный процесс. Они изолируют пораженные участки от здоровых тканей при пневмонии, фибринозном и гнойном плевритах. Как правило, плевральные наслоения сохраняются длительное время после излечения пациента. Иногда они могут проявляться непродуктивным кашлем, временным чувством нехватки воздуха и незначительными болями в грудной клетке, например, на фоне респираторной инфекции. В некоторых случаях плевральные наслоения кальцинируются, что облегчает их выявление при обследовании легких.
Плевральные наслоения можно обнаружить при флюорографии и рентгенологическом исследовании. Если они незначительны, на снимках наблюдается слабое затемнение легочного поля и усиление сосудисто-соединительнотканного рисунка, а иногда вообще не выявляется никаких изменений. При более выраженных разрастаниях плевральной стенки отмечаются неравномерные диффузные затемнения, более интенсивные в боковых отделах легких. Косвенным признаком рубцового сморщивания плевральных листков является снижение высоты стояния ребер, уменьшение межреберного пространства и смещение органов средостения в пораженные участки. Однако такая картина может наблюдаться и при сколиозе грудного отдела позвоночника. В этом случае несколько затрудняется диагностика плевральных наслоений.
Как правило, плевральные наслоения протекают бессимптомно и не требуют принятия радикальных мер. Однако при прогрессирующей эмпиеме (скоплении гноя в плевральной полости) они быстро уплотняются и препятствуют расправлению легкого. В этом случае проводится комплексная терапия, включающая противовоспалительное и заместительное лечение. Параллельно проводится дренирование плевральной полости с постоянной аспирацией экссудата до полного восстановления легких.
Предупреждение образования этих структур прежде всего заключается в ранней диагностике и адекватном лечении заболеваний, которые могут осложниться развитием воспалительного процесса в плевре. При необходимости должна проводиться своевременная эвакуация крови, воздуха и экссудата из плевральной полости. После хирургического вмешательства на легких обязательны специфические лечебные мероприятия, способствующие быстрому восстановлению легочной ткани в послеоперационном периоде.

Наложения на апикальной плевре

Содержание статьи

• Что такое плевральные наслоения
• Что значит порвать плеву
• Плеврит у взрослых. Виды, причины, симптомы, диагностика, лечение

Когда возникают плевральные наслоения

Эти соединительнотканные структуры являются следствием вовлечения плевры в воспалительный процесс. Они изолируют пораженные участки от здоровых тканей при пневмонии, фибринозном и гнойном плевритах. Как правило, плевральные наслоения сохраняются длительное время после излечения пациента. Иногда они могут проявляться непродуктивным кашлем, временным чувством нехватки воздуха и незначительными болями в грудной клетке, например, на фоне респираторной инфекции. В некоторых случаях плевральные наслоения кальцинируются, что облегчает их выявление при обследовании легких.

Как проводится диагностика

Плевральные наслоения можно обнаружить при флюорографии и рентгенологическом исследовании. Если они незначительны, на снимках наблюдается слабое затемнение легочного поля и усиление сосудисто-соединительнотканного рисунка, а иногда вообще не выявляется никаких изменений. При более выраженных разрастаниях плевральной стенки отмечаются неравномерные диффузные затемнения, более интенсивные в боковых отделах легких. Косвенным признаком рубцового сморщивания плевральных листков является снижение высоты стояния ребер, уменьшение межреберного пространства и смещение органов средостения в пораженные участки. Однако такая картина может наблюдаться и при сколиозе грудного отдела позвоночника. В этом случае несколько затрудняется диагностика плевральных наслоений.

В каких случаях требуется лечение

Как правило, плевральные наслоения протекают бессимптомно и не требуют принятия радикальных мер. Однако при прогрессирующей эмпиеме (скоплении гноя в плевральной полости) они быстро уплотняются и препятствуют расправлению легкого. В этом случае проводится комплексная терапия, включающая противовоспалительное и заместительное лечение. Параллельно проводится дренирование плевральной полости с постоянной аспирацией экссудата до полного восстановления легких.

Здравствуйте!
Делал флюрографию для жены в роддом. Мне 35 лет, мужчина, жалоб нет, курить бросил 10 лет назад, курил 12 лет, сейчас только кальян иногда. В заключении: На рентгенограмме органов грудной клетки, выполненной в прямой проекции, легкие без очаговых и инфильтративных теней. Легочный рисунок не изменен. Корни легких не расширены, структурны. Видимые синусы свободны. Диафрагма расположена обычно. Тень средостения без особенностей. Обращает на себя внимание небольшой апикальный пневмофиброз. Выяснить анамнез. При наличии жалоб, консультация терапевта и фтизиатра. Терапевт ничего на снимке не увидела, фтизиатр нашла справа зазубрину под тенью первого ребра и удивилась, что к такому«маленькому фиброзу» прицепился рентгенолог и на всякий случай из-за ожидания рождения ребенка назначила манту и диаскин. Оба отрицательные, рекомендация раз в год флюорография и всё. Перед этим последний раз рентген делал в 2012 году, снимка нет, но в описании норма. Пневмония была в школьные годы.

Сегодня зашел в клинику где делали рентген уточнить с обеих сторон или только справа фиброз. Был другой рентгенолог, посмотрел снимок у себя в компьютере и сказал, что ннорма, подписал в заключении: «двухсторонние апикальные наслоения на верхушках с обеих сторон (вариант нормы) », сказал, что у кого-то верхушки гладкие, а у кого-то неровные, с наслоениями, это норма.

Доктор, посмотрите, пожалуйста, снимок. Требует ли он дополнительного обследования? Или это действительно норма? Если рентгенолог видит с обеих сторон фиброз на верхушках, то что тогда увидел фтизиатр справа под тенью первого ребра? Что за зазубрина?

Флюорография легких – исследование органов грудной клетки с помощью рентгеновских лучей, проникающих через легочную ткань и переносящих на пленку посредством флюоресцирующих микроскопических частиц рисунок легких.

Проводят подобное исследование лицам, достигшим 18 лет. Периодичность его проведения – не чаще 1 раза в год. Это правило касается только проведения флюорографии здоровых легких, когда дообследование не требуется.

Считается, что флюорография легких – не достаточно информативное обследование, но полученные с ее помощью данные позволяют выявить изменения в строении легочной ткани и стать поводом для дальнейшего более подробного обследования.

Органы грудной клетки по-разному поглощают излучение, поэтому снимок выглядит неоднородным. Сердце, бронхи и бронхиолы выглядят светлыми пятнами, если легкие здоровые, флюорография отобразит легочную ткань однородной и равномерной. А вот если в легких воспаление, на флюорографии, в зависимости от характера изменений воспаленной ткани, будут видны либо затемнения – плотность легочной ткани повышена, либо будут замечены высветленные участки – воздушность ткани достаточно высока.

Флюорография легких курильщика

Установлено, что изменения в легких и дыхательных путях незаметно происходят даже после первой выкуренной сигареты. Поэтому курильщикам – людям, находящимся в зоне повышенного риска по части легочных заболеваний, настоятельно рекомендуется проходить флюорографию легких ежегодно.

Не всегда флюорография легких курильщика сможет показать развитие патологического процесса на ранней его стадии – в большинстве случаев он начинается не с легких, а с бронхиального дерева, но, тем не менее, подобное исследование позволяет выявить опухоли и уплотнения в легочной ткани, появившуюся в полостях легких жидкость, утолщение стенок бронхов.

Переоценить важность прохождения такого обследования курильщиком сложно: своевременно обнаруженное с помощью флюорографии воспаление легких, дает возможность назначить как можно раньше необходимое лечение и избежать серьезных последствий.

Расшифровка флюорограммы после прохождения флюорографии легких

Результаты флюорографии готовят обычно несколько дней, после этого полученную флюорограмму рассматривает рентгенолог и в том случае если была проведена флюорография здоровых легких, на дальнейшее обследование пациента не отправляют. В противном случае, если рентгенолог обнаружил изменения легочной ткани, человека могут отправить для уточнения диагноза на рентгенографию или в противотуберкулезный диспансер.

К снимку, полученному после флюорографии легких, прилагается заключение рентгенолога, в котором могут значиться такие формулировки:

• Корни расширены, уплотнены. Корни легких формируют лимфатические узлы и сосуды, легочная вена и артерия, главный бронх, бронхиальные артерии. Уплотнение в этой области при общем удовлетворительном состоянии здоровья указывает на бронхит, воспаление легких и другие воспалительные, возможно хронические процессы.
• Корни тяжисты. Чаще всего такое заключение после проведенной флюорографии легких указывает на бронхит или другой острый/хронический процесс. Такое изменение легочной ткани часто обнаруживают на флюорографии легких курильщика.
• Усиление сосудистого (легочного) рисунка. Легочный рисунок образуют тени вен и артерий легких и если кровоснабжение из-за воспаления усилено, а это может и бронхит, и начальная стадия рака, и воспаление легких, на флюорографии заметно, что сосудистый рисунок слишком выделяется. Кроме этого, выявленное на флюорографии легких усиление рисунка может указывать и на проблемы сердечнососудистой системы.
• Фиброзная ткань. Обнаруженная соединительная ткань в легких говорит о том, что ранее человек перенес заболевание легких. Это могла быть травма, инфекция или операция. Несмотря на то, что подобное заключение указывает на потерю части легочной ткани, такой результат часто дает флюорография здоровых легких.
• Очаговые тени. Так называют затемнения области легких на флюорограмме размером до 1 см. Если очаги обнаружены в нижних и средних отделах легких, это может быть пневмония. На сильное воспаление указывает такая формулировка в заключении флюорографии легких: «неровные края», « слияние теней», «усиление сосудистого рисунка». Если же очаги больше ровные и плотные, значит, воспалительный процесс идет на спад. Если очаги обнаружены в верхних отделах легких, это может указывать на туберкулез.
• Кальцинаты. Так называют округлые по форме тени, напоминающие по плотности костную ткань. Опасности подобные явления не представляют, а лишь говорят о том, что у пациента был контакт с больным пневмонией, туберкулезом, зараженным паразитами и т.д., но организм не дал развиться инфекции, а изолировал бактерии-возбудители под отложениями солей кальция.
• Плевроапикальные наслоения, спайки. Обнаруженные на флюорографии легких структуры из соединительной ткани – спайки, в большинстве случаев также не требуют лечения, а лишь указывают на воспаление в плевре в прошлом. Иногда спайки вызывают болезненные ощущения, в этом случае следует обратиться за медицинской помощью. Плевроапикальными наслоениями называют утолщения верхушек легких, и они также указывают на то, что человек перенес воспаление, затронувшее плевру (чаще всего это туберкулез).
• Синус запаян или свободен. Плевральные синусы – это образованные плевральными складками полости. Если легкие здоровые, флюорография покажет, что синусы свободны. Но иногда наблюдаются скопление жидкости (в этом случае требуется лечение) или запаянные спайки.
• Изменения диафрагмы. Такое заключение после флюорографии легких дают в том случае, если у человека обнаружена аномалия диафрагмы, которая могла развиться из-за плохой наследственности, ожирения, деформации спайками, после перенесенных плеврита, болезней печени, пищевода, кишечника или желудка. В этом случае обычно назначают дополнительное обследование.
• Тень средостения смещена или расширена. Средостением называют пространство между легкими и органы в нем находящиеся — это аорта, пищевод, сердце, трахея, лимфатические сосуды, узлы, железа вилочковая. Расширение тени средостения наблюдается из-за увеличения сердца, гипертонии, сердечной недостаточности, миокардита. Смещение средостения может указывать на неравномерное скопление воздуха или жидкости в плевре, большие новообразования в легких. Подобное заключение флюорографии легких указывает на то, что необходимо немедленно пройти дообследование и лечение.

Нашли ошибку в тексте? Выделите ее и нажмите Ctrl + Enter.

Результаты флюорографии ➤ Страница №7 ➤ Медицинская консультация ➤ Медицинский портал «health-ua.org»

Уважаемый Алексей Сергеевич.Мой вопрос был -2009-10-28 18:33:47 Валерий
вопрос: Что означает на результате флюрограммы ответ- риет диффузное обогащение лёгочного рисунка за счёт сосуд литерст. комп.

2010-01-04 12:54:42 консультант – Денисов Алексей Сергеевич
аспирант кафедры фтизиатрии и пульмонологии Национальной медицинской академии последипломного образования им. П.Л. Шупика
информация о консультанте

ответ: Здравствуйте, Валерий! Возможно, что в описании написано не «литерст.комп.», а интерстициальный компонент? Если да, то результаты Вашей флюорографии можно трактовать таким образом: «диффузное обогащение легочного рисунка за счет интерстициального компонента». Эта замысловатая фраза означает, что у Вас наблюдается хронический бронхит или хроническое обструктивное заболевание легких, которое сопровождается фиброзными изменениями в легочной ткани. Эти состояния возникают по целому ряду причин, чаще всего пусковым механизмом развития хронического бронхита является курение. Вам необходимо со всей серьезностью отнестись к своему здоровью, пройти тщательное обследование. Всего доброго!———————————————————————— С тех пор прошло почти 3 месяца.Поводом моей флюрографии была небольшая боль за грудиной чуть правее центра.Последовали мои обращения к врачам-1-к пульманологу – ответ стенокардия напряжения.Прошёл кардиаграмму -всё нормально.2- к цеховому терапевту.Сделал компьютерную томограмму.Лёгочный рисунок не изменён.корни структурны.не расширены.бронхи проходимы.плевральные полости свободны.Сердце и крупные сосуды без патологий.Лимфатические узлы средостения не увеличены. Паталогических изменений органов грудной клетки .средостения нет.Сдал 2 анализа на мокроту – всё норально.Анализ мочи и крови нормально.Температуры нет.3-проверил горло визуально.Всё нормально.4- НЕВРОПАТОЛОГ- ДУРАК сказал попить анти -депресант Коаксил хотя у меня нет депресии и я его пить не собираюсь. К тому же он почуему то не дал рецепт а анти депресанты насколько я знаю дают по рецептам.Пока я делал анализы и КТ.у меня ухудшения – жгучая боль при кашле(кашель курильщика) в правой стороне груди.Чуть позже повилась появилась такая же боль при кашле внизу горла и эти две боли как бы связаны.но теперь больше внизу горла.Вообщем самочувствие аппетит и сон хорошее.Только беспокоят боль при кашле резкая или жгучая не знаю как назвать.И по моему таке же ощущение начинается при смехе- то есть на выдохе.Кстати делал спирографию-крайне резкое снижение на РОвыд.-минус 32процента.Остальное всё больше нормы и есть лёгкое снижение.Терапевт сказала что по её части всё нормально и отправила к невропатологу.У МЕНЯ НЕТ ДЕПРЕССИИ НЕ БОЛИТ ОСТЕАХАНДРОЗ И НЕТ МЕЖРЁБЕРНОЙ НЕВРАЛГИИ.ЧТО ДЕЛАТЬ?

Электронные апекслокаторы. – Artiklid – Hambaarst.ee

Большинство практикующих стоматологов справедливо считают, что нельзя проходить эндодонтическим инструментом за апикальное отверстие или выводить пломбировочный материал в периапикальные ткани. Но для того, чтобы определить точную локализацию апикального отверстия, применяя только один рентгенологический метод, необходимо обладать большим мастерством. Не достаточно определять рабочую длину, пользуясь только данными рентгенографии и, исходя из общих представлений о том, что рабочая длина должна быть на 0,5-1,5мм меньше, чем полная длина корня на рентгеновском снимке. Не так давно существовал традиционный метод определения локализации апикального отверстия, основанный на тактильных ощущениях врача и болевых ощущениях пациента. Что и привело к созданию первой генерации апекслокаторов. Чем опытнее был стоматолог, тем, естественно, лучшими были результаты. И даже в идеальных условиях результаты определения локализации апикального отверстия составляли 50-60% от реального его расположения.

Также при рентгенологическом исследовании анатомические особенности расположения самого корня могут представлять большую проблему (например, максиллярный синус или скуловой отросток могут искажать истинное положение корней зубов верхней челюсти, накладываясь на верхушку корня зуба). Также, истинное положение могут искажать наслоения вторичного дентина, лабиальное или лингвальное отклонение корней.

В исследованиях американских ученых выявлено, что в 80% случаев расположение апикального отверстия находится не точно на верхушке корня. Поэтому, если рентгенологически положение апекса оценено на 0,8мм, фактически отверстие может располагаться на 5мм коронально.

Если отверстие располагается на проксимальной стороне корня, то его довольно легко идентифицировать. В случае расположения апикального отверстия лабиально или лингвально в искривленных апексах корней идентифицировать апикальное отверстие довольно трудно. При этом на снимке будет казаться, что файл еще не достиг апикального отверстия, в то время как файл уже проник на несколько миллиметров в периодонт. Те стоматологи, которые руководствуются в этой ситуации своими тактильными ощущениями и болевой реакцией пациента должны не забывать, что в этом случае все манипуляции они должны проводить у пациента без анестезии, чтобы сохранить чувствительность периодонта.

Поэтому некоторые врачи-стоматологи рекомендуют использовать электронный апекслокатор (ЭАЛ) всегда, а не только в сложных случаях, так как можно полностью исключить процедуру предварительной рентгенографии при определении рабочей длины (за исключением особых случаев). Применение ЭАЛ гарантирует надежность и уверенность в результате. После чего в подавляющем большинстве случаев достаточно просто сделать заключительный рентгеновский снимок (очень редко, по их мнению, приходится вносить поправки в требуемую длину файлов).

К сожалению, иногда работа вслепую, использование этих изменчивых и противоречивых представлений – прямая дорога к эндодонтическому рецидиву. Понятие рабочей длины для врача-стоматолога означает две вещи. Во-первых, это реальная длина каждого канала, который он обрабатывает, во-вторых, – глубина, на которой врач создает апикальный упор – это усовершенствование природного апикального сужения. При определении рабочей длины очень важно учитывать детали. В литературе по апекслокаторам говорится, что точность при расположении кончика файла в 0,5мм зоне апикального сужения не меньше 82,3%, а в 0,75мм зоне апикального сужения – не меньше 94%. Для апекслокаторов третьего поколения точность достигает 90-93,4% во влажных и сухих участках.

Хорошие ЭАЛ – это приборы третьего поколения, использующие две частоты для считывания данных. Путем вычисления отношения сопротивления исследуемого корневого канала для этих двух частот (или более сложного соотношения) значительно увеличивается точность и надежность показаний. Также эти приборы имеют встроенную возможность калибровки. Калибровка позволяет получать точные показания, даже если вы работаете с увлажненным каналом (содержащим кровь или другие жидкости). Это достигается путем измерений характеристик электролита в канале и их учета при получении данных. Предполагаемая стоимость этих приборов 750-1000 долларов США. Не стоит покупать дешевые модели, даже если их производители гарантируют хорошую точность. Только высокочастотные апекслокаторы третьего поколения могут быть использованы при работе с увлажненными каналами, а именно с такими каналами стоматологи зачастую и работают.

Преимущества применения электронных апекслокаторов.

1. Отсутствие облучения в сравнении с рентгенологическим методом.

2. Точность метода. Многочисленные исследования доказали, что, применяя метод электронной апекслокации, апикальное отверстие идентифицирует в пределах 0,5мм. При традиционной рентгенографии обычно происходит перепломбировка канала, т.к. чаще канал идентифицируется более длинным, чем в действительности. Как показывает практика, канал лучше незначительно недопломбировать, чем перепломбировать.

3. Быстрота метода. Выявлено, что применения ЭАЛ снижает время идентификации апикального отверстия.

4. Уменьшение проблем при обработке многокорневых зубов на верхней челюсти. Чаще у моляров верхней челюсти бывают дополнительные каналы или другие особенности их анатомического строения, а также анатомические особенности строения верхней челюсти, что затрудняет рентгенологическую идентификацию апикального отверстия. Апекслокатор работает так же точно в молярах, как и в резцах.

5. Применяя апекслокатор, можно выявить перфорацию стенки канала, дна полости зуба.

Некоторые особенности использования ЭАЛ, исходящие из опыта работы практикующих стоматологов и не упомянутые в инструкциях по эксплуатации.

1. Применяйте губной зажим. Перед снятием показаний убедитесь, что прибор настроен на подходящую рабочую длину. Обычно, исходя из практики, ошибки возникают, в основном, когда врач измеряет короткие корневые каналы (меньше 17мм) с тупыми верхушками и большими отверстиями.

2. Если возможно, продвиньте файл немного дальше, чем диктуют показания прибора и уточните длину, втягивая файл обратно в канал. Движения иглы должны быть очень плавными, без толчков. Иначе показания прибора могут оказаться неверными.

3. Используйте файлы таких размеров, чтобы они плотно входили в отверстие канала. При использовании слишком маленьких файлов прибор может показать завышенные данные, и замеренная длина окажется больше длины самого зуба. Если вы сомневаетесь, проведите измерения канала, используя файлы №10 или 15, затем проведите измерения файлами №20 или 25 и посмотрите, легко ли второй файл продвигается в канале, и совпадают ли показания прибора в обоих случаях. Опыт практики показывает, что при плотном вхождении файла количество ошибок уменьшается.

4. Нельзя допускать, чтобы файл при измерениях контактировал с металлическими конструкциями, пломбами или коронками. При работе в такой ситуации – например, через металлическую коронку, эндодонтический инструмент должен быть электроизолирован.
Можно приобрести для этой цели тефлоновые римеры, а также можно использовать самополимеризующуюся пластмассу, изолирующие трубочки и т.д. В продаже имеются качественные изоляторы для файлов, также бывают файлы с изоляцией.

Необходимо учитывать, что нельзя применять апекслокатор в молочных зубах и зубах с несформированными корнями.

Привыкайте к тому, что и как показывает прибор, и верьте его показаниям. Когда делаете апикальное расширение, не забывайте проверять проходимость канала и соответствие апикального упора перед окончательным выбором размера инструмента.

Рентгенография в диагностике заболеваний органов грудной клетки:Учеб.пос.В.В.Мельников. 2017 Pages 101 – 150 – Flip PDF Download

Раздел 11. Метастатическое поражение органов грудной клетки В легкие могут метастазировать любые опухоли, чаще всего источником метастазов являются опухоли мужских и женских половых органов, молочной железы, предстательной железы, кожи, печени, толстой кишки, желудка, поджелудочной железы, почек, надпочечников, щитовидной железы. Среди путей метастазирования наибольшее значение имеют гематогенный и лимфогенный. Выделяют следующие основные формы метастазирования в органы грудной клетки [16, 23]:  Узловатые метастазы (одиночные и множественные) – проявляются округлыми очаговыми и более крупными фокусными тенями  Лимфогенный карциноматоз  Метастазы в лимфоузлы корня и средостения  Метастазы в плевру  Метастазы в костные структуры грудной клетки Гематогенные метастазы выглядят как множественные двусторонние очаговые или более крупные фокусные тени округлой формы, контуры их обычно чёткие и ровные (рисунок 11.1). Диаметр выявляемых на рентгенограмме метастазов чаще составляет от 1 до 6 см, в редких случаях метастазы достигают больших размеров и могут занимать всю долю легкого. Легочный рисунок при гематогенных метастазах обычно не изменяется. Множественные распространенные мелкоочаговые образования по типу милиарного карциноматоза характерны для опухолей щитовидной железы, более крупные образования (до нескольких сантиметров) встречаются при меланоме, опухолях почки (рисунок 11.2), центральной нервной системы, матки, яичка. Полости распада встречаются в метастазах плоскоклеточных опухолей головы, шеи, женских половых органов, обызвествления – в метастазах остеогенной саркомы. аб Рисунок 11.1. а – метастазы рака пищевода в легкие. б – множественные метастазы рака легкого (состояние после оперативного вмешательства). 101

← Рисунок 11.1в. метастазы рака желудка в легкие. аб Рисунок 11.2. Метастаз рака почки в левом легком. а – рентгенограмма в прямой проекции. Тень дополнительного образования видна рядом с тенью сердца (стрелка). б – рентгенограмма в левой боковой проекции. Образование определяется в проекции S 10 нижней доли слева. РКТ обладает большей разрешающей способностью и выявляет метастазы небольших размеров, а также поражение медиастинальных лимфатических узлов, плевры. Дифференцировать гематогенные метастазы в ряде случаев приходится с септическими эмболиями («септической пневмонией»), диссеминированными формами туберкулеза, множественными инфарктами легкого при ТЭЛА. 102

Для септических эмболий (раздел 2) характерна клиника острого воспалительного процесса, быстрая динамика изменений с формированием полостей распада в инфильтратах, положительная динамика на фоне лечения, при гематогенных метастазах клинические проявления отсутствуют или слабо выражены. При подостром диссеминированном туберкулезе очаговые изменения преобладают в верхних и средних отделах легких, очаги обычно однотипные, с нечёткими контурами, они могут сливаться в более крупные инфильтративные тени неправильной формы с нечёткими контурами. При хронических формах диссеминированного туберкулеза определяются фиброзные изменения с уменьшением в объеме верхних долей легких, полиморфизм изменений – одновременное наличие «старых» и «свежих очагов» (раздел 4). Для инфарктов легкого при ТЭЛА (раздел 12) характерна соответствующая клиническая картина, форма инфарктов ближе к треугольной или неправильная, располагаются они субплеврально. Диагноз ТЭЛА подтверждается РКТ с ангиографией. Одиночные метастазы в легком могут быть проявлением опухоли толстого кишечника, саркомы, меланомы, по рентгенологической картине они схожи с доброкачественными опухолями легких, либо с периферическим раком легкого. В целях дифференциальной диагностики одиночных метастазов необходимо тщательное обследование пациента, учет анамнестических данных, иногда точный диагноз устанавливается только после биопсии образования. Процесс лимфогенного метастазирования в легких обозначается как лимфогенный карциноматоз. Лимфогенным путем могут метастазировать опухоли молочной железы, желудка, поджелудочной железы, легкого. Клинически лимфогенный карциноматоз проявляется выраженной одышкой, состояние пациентов тяжелое. Лимфогенный карциноматоз может распространяться в легком двумя путями. При ретроградном распространении (против нормального тока лимфы) первично метастазами поражаются лимфоузлы средостения и корня, в результате чего блокируется отток лимфы, далее процесс распространяется по направлению от корней к плевре. При антероградном распространении первично образуются субплевральные гематогенные метастазы в легком, в дальнейшем с током лимфы процесс распространяется по направлению к корням и средостению. Лимфогенный карциноматоз характеризуется выраженным усилением интерстициального компонента легочного рисунка с появлением ретикулярных и линейных теней по типу линий Керли. На этом фоне могут выявляться очаговые тени (рисунок 11.3). Рисунок 11.3. Лимфогенный карциноматоз. С двух сторон в легких определяется значительное усиление интерстициального компонента рисунка с образованием ретикулярной картины. На этом фоне видны мелкоочаговые тени. 103

Изменения при лимфогенном карциноматозе более выражены в нижних отделах легочных полей и прикорневых зонах, возможно появление плеврального выпота. Поражение чаще двустороннее, односторонние изменения встречаются при опухолях молочной железы и легкого (рисунок 10.9). Увеличение лимфоузлов корней легких (бронхопульмональных) характерно для ретроградного лимфогенного карциноматоза, в этом случае определяются расширенные, бесструктурные корни с неровными, «бугристыми» контурами, иногда видны «лучистые» тени, радиально отходящие от патологически измененных корней. При антероградном лимфогенном карциноматозе увеличение внутригрудных лимфоузлов может отсутствовать. Дифференциальная диагностика лимфогенного карциноматоза может быть затруднена с другими заболеваниями, проявляющимися схожими изменениями легочного рисунка, такими как лимфогенно-диссеминированный туберкулез, саркоидоз и др. В этих случаях используется РКТ, а также другие методы исследования в совокупности с учетом клинических данных. Метастазы в лимфоузлы корня проявляются расширением, потерей структурности корня, контуры его становятся неровными, бугристыми. Поражение лимфоузлов средостения характеризуется расширением его тени с неровными, «полициклическими» контурами (рисунок 10.8). Метастатическое поражение плевры проявляется выпотом в плевральную полость, узловым утолщением плевры. Изолированный плевральный выпот может быть единственным рентгенологическим проявлением опухоли яичника, молочной железы. Метастазы в костные структуры грудной клетки могут быть остеолитическими (рисунок 11.4), остеобластическими (рисунок 11.5) и смешанными. Остеобластические метастазы характерны для рака предстательной железы, молочной железы. Изменения костных структур наблюдаются также при миеломной болезни (рисунок 11.6). аб Рисунок 11.4. Остеолитические метастазы в ребра. а – рентгенограмма в прямой проекции. Определяются участки деструкции в задних отрезках V ребра справа и VI ребра слева (стрелки). В области II ребра справа видна дополнительная тень – мягкотканый компонент метастаза в ребро (указатель). б – увеличенный фрагмент предыдущей рентгенограммы. Неровный контур разрушенной части ребра указан стрелкой. 104

аб Рисунок 11.4, продолжение. в – рентгенограмма в прямой проекции другого пациента. Слева в заднем отрезке V ребра определяется остеолитический метастаз с мягкотканым компонентом (стрелка). г – увеличенный фрагмент предыдущей рентгенограммы. ← Рисунок 11.5. Остеобластический метастаз рака молочной железы в грудной позвонок. Фрагмент рентгенограммы грудной клетки в боковой проекции. Структура позвонка значительно уплотнена за счёт остеосклероза (стрелка). ← Рисунок 11.6. Деструкция ребра при миеломной болезни. Фрагмент рентгенограммы в прямой проекции. Участок деструкции в заднем отрезке V ребра отмечен стрелкой. 105

В костях грудной клетки могут встречаться эностозы – островки компактной костной ткани, которые являются доброкачественные изменениями (рисунок 11.7). От метастазов они отличаются более четкими контурами и отсутствием динамики с течением времени. Для дифференциальной диагностики используются РКТ и гамма-сцинтиграфия скелета. Последствия резекции ребер (рисунок 11.8) иногда можно принять за деструкцию ребра. Диагностические трудности разрешаются при анализе рентгенологической картины и выяснении анамнеза. аб Рисунок 11.7. Эностозы ребер и грудного позвонка. Рентгенограмма органов грудной клетки в прямой (а) и левой боковой (б) проекциях. Видны участки уплотнения костной ткани с чёткими контурами слева в передних отрезках III и IV ребер (стрелки), а также в теле VIII грудного позвонка (указатель). аб Рисунок 11.8. Состояние после резекции ребра. а – рентгенограмма в прямой проекции. Справа отсутствует часть заднего отрезка VIII ребра (стрелка). б – увеличенный фрагмент предыдущей рентгенограммы. Контуры ребра в месте резекции чёткие, склерозированы (стрелка). 106

Раздел 12. Нарушения легочного кровообращения Выделяют следующие типы нарушений легочного кровообращения [9, 13]:  Венозный застой в малом круге кровообращения (реже его называют «венозной» легочной гипертензией)  Интерстициальный отек легких  Альвеолярный отек легких  Легочная гипертензия («артериальная» легочная гипертензия) В этом же разделе рассматриваются изменения, обусловленные тромбоэмболией легочной артерии. Венозный застой в малом круге кровообращения (МКК), интерстициальный и альвеолярный отек легких чаще обусловлены кардиогенными причинами. Дисфункция сердечной мышцы может возникать в результате снижения её сократительной способности при ишемической болезни сердца, инфаркте миокарда, аритмиях, реже при кардиомиопатиях, миокардитах. Работа сердца также нарушается в результате перегрузки его камер или препятствии току крови, возникающих при клапанных пороках, поражении клапанов инфекционным эндокардитом и др. В результате дисфункции сердечной мышцы нарушается отток крови из легких, переполняются кровью легочные вены, затем повышается гидростатическое давление в капиллярах малого круга кровообращения. Отечная жидкость (транссудат) поступает из капилляров сначала в интерстициальную ткань (соединительнотканную строму) легкого, а затем и в альвеолы. Начальным проявлением нарушения сердечной деятельности является венозный застой в МКК, при котором происходит переполнение кровью легочных вен. На рентгенограмме это проявляется двусторонними и диффузными изменениями легочного рисунка в виде усиления его сосудистого компонента. При венозном застое на рентгенограмме выявляется перераспределение кровотока в пользу верхних долей легких [9]. В норме диаметр сосудов верхних долей меньше, чем сосудов нижних долей, так объем крови, протекающий через базальные отделы легких больше (это связано с действием сил гравитации)*. Перераспределение кровотока при венозном застое проявляется тем, что вначале калибр сосудов верхних и нижних долей становится одинаковым, а затем калибр сосудов верхних долей становится больше, чем калибр сосудов нижних долей (рисунок 12.1). В верхних долях легких в прикорневых отделах определяются расширенные, ветвистые верхние лёгочные вены (симптом «оленьих рогов»). В дальнейшем, расширенные вены определяются и в нижних отделах легочных полей, здесь появляется больше теней легочных вен, имеющих горизонтальный или слегка косой ход (в отличие от артерий, вены в нижних отделах легочных полей имеют более горизонтальный ход). Структура корней снижается за счёт большого количества расширенных венозных сосудов, в том числе определяющихся в ортопроекции. *Указанное соотношение диаметра легочных сосудов (в нижних долях больше чем в верхних) характерно для снимков, выполненных в положении стоя. На снимках в положении лежа диаметр сосудов в верхних и нижних долях в норме примерно одинаков. 107

аб Рисунок 12.1. Венозный застой в МКК. а – рентгенограмма в прямой проекции, б – увеличенный фрагмент предыдущей рентгенограммы (прикорневая зона справа). Определяется усиление сосудистого компонента легочного рисунка и перераспределение кровотока в пользу верхних долей легких (калибр сосудов в верхних долях больше, чем в нижних). Также обращает на себя внимание расширение сердечной тени. Более тяжелым проявлением нарушения сердечной деятельности является отек легких, он возникает при декомпенсации заболеваний сердца или острых состояниях, таких как инфаркт миокарда, тяжелая аритмия. Выделяют две стадии развития отека легких: вначале отечная жидкость накапливается в интерстициальной ткани легкого (межальвеолярных, междольковых, перегородках, перибронховаскулярных пространствах), междолевой плевре – возникает интерстициальный отек легких. При прогрессировании процесса происходит заполнение отечной жидкостью альвеол – развивается альвеолярный отек легких. Клинически отек легких проявляется выраженной одышкой, удушьем, кашлем. В дыхании участвует вспомогательная мускулатура. В легких выслушиваются сухие хрипы, при развитии альвеолярного отека – влажные хрипы. При развитии интерстициального отека легких (рисунки 12.2, 12.3, 12.4, 12.5) на рентгенограмме определяются вышеописанные проявления венозного застоя в МКК, а также следующие признаки [9, 3]:  Линии Керли типа В – обусловлены отеком и утолщением междольковых перегородок (рисунки 7.1, 12.2), реже выявляются линии Керли типа А (рисунок 12.4)  Нечёткие контуры бронхов и сосудов, утолщение стенок бронхов за счёт отека перибронховаскулярной соединительной ткани (образование «муфт» вокруг бронхов, сосудов)  Деформация рисунка с образованием множественных нечётких ретикулярных теней, обусловленных отечными междольковыми перегородками (рисунок 12.3), эти изменения аналогичны линиям Керли типа С 108

 Снижение структуры корней (контуры корня становятся нечёткими, плохо различаются отдельные элементы корня – легочная артерия и бронх), расширение корней за счёт отека соединительной ткани  Общее малоинтенсивное снижение прозрачности легочных полей за счёт отека межальвеолярных перегородок. Эта картина может напоминать инфильтрацию по типу «матового стекла» (рисунок 12.5)  Утолщение междолевой плевры (рисунок 12.4) часто выявляется с двух сторон, когда на боковом снимке одновременно видна утолщенная косая междолевая плевра и правого, и левого легкого  Нечёткость контуров сердца, диафрагмы  Высокое расположение куполов диафрагмы (что свидетельствует об уменьшение остаточного объёма легких) При сердечной недостаточности возможно развитие одностороннего, или двустороннего плеврального выпота (рисунок 12.4). Следует отметить, что в отечественной практике термин «интерстициальный отек легких» не очень употребителен, часто проявления интерстициального отека легких обозначают как «выраженный венозный застой в МКК», или «угроза отека легких», подразумевая под отеком легких только альвеолярный отек легких. ← Рисунок 12.2. Линии Керли типа B. Фрагмент рентгенограммы в прямой проекции (правое легочное поле). Линии Керли типа B (стрелки) видны в типичном месте (над реберно-диафрагмальным синусом). ← Рисунок 12.3. Интерстициальный отек легкого. Контуры сосудов нечёткие, структура корней снижена. С двух сторон усилен интерстициальный компонент рисунка за счёт образования множественных нечётких ретикулярных теней (отечные междольковые перегородки). Также определяются признаки венозного застоя в МКК – усиление сосудистого рисунка в легких, перераспределение кровотока в пользу верхних долей легких, калибр сосудов в верхних долях больше, чем в нижних (стрелки). 109

аб Рисунок 12.4. Интерстициальный отек легких. а – рентгенограмма в прямой проекции. Выявляется нечёткость контуров сосудов, потеря структурности и расширение корней легких, линии Керли типа А в прикорневых отделах (стрелки). б – рентгенограмма в правой боковой проекции. Утолщена междолевая плевра (стрелки). В плевральных полостях с двух сторон – содержимое (больше справа), справа на этом фоне трудно исключить наличие инфильтрации в нижней доле легкого. вг Рисунок 12.4, продолжение. в, г – тот же пациент, исследование через 7 дней – выраженная положительная динамика на фоне лечения. 110

аб Рисунок 12.5. а – интерстициальный отек легких. Обращает на себя внимание малоинтенсивное снижение прозрачности в средних и нижних отделах легочных полей. б – положительная динамика на фоне лечения. Альвеолярный отек легких возникает при заполнении отечной жидкостью (транссудатом) альвеол. На рентгенограмме это проявляется образованием затемнений с нечёткими контурами, размеры которых колеблются от очаговых до распространяющихся на значительную часть легкого, локализация этих затемнений не соответствует сегментам и долям легких. Транссудат может перемещаться по легочной ткани через межальвеолярные перегородки, его расположение определяется силами гравитации и может изменяться при перемене положения тела больного. Чаще затемнения при альвеолярном отеке легких определяются в S 2, 6, 9, 10 с обеих сторон, на рентгенограмме в прямой проекции это соответствует прикорневым и наддиафрагмальным отделам легочных полей. В типичном случае возникает характерная рентгенологическая картина «крыльев бабочки», тени корней сливаются с затемнениями в легких (рисунок 12.6). Для дифференциальной диагностики отека легких важно, что изменения чаще двусторонние и отмечается быстрая динамика (в течение нескольких часов) под воздействием соответствующей терапии (рисунок 12.7). Рисунок 12.6. Альвеолярный отек легких с картиной «крыльев бабочки» → 111

аб Рисунок 12.7. а, б – рентгенограммы, выполненные с интервалом в несколько часов, демонстрируют быструю положительную динамику альвеолярного отека легких под воздействием лечения. Возможно развитие одностороннего отека легкого, это может быть связано с тем, что пациент лежит преимущественно на одном боку. Также развитие отека преимущественно в одном легком может быть связано с тромбоэмболией крупной легочной артерии (когда нарушение кровотока дистальнее места окклюзии прекращает развитие отека), либо с выраженной эмфиземой (в этом случае в участках легкого с разрушенными альвеолами отек не формируется) [9, 13]. Реже, отек в легких возникает из-за некардиогенных причин, например при почечной недостаточности (нефрогенный отек легких), при ятрогенной гипергидратации, при черепно-мозговой травме, инсульте (в последних двух случаях причиной повышения проницаемости капилляров является нарушение нервной регуляции). Для таких отеков нехарактерны проявления венозного застоя в МКК, линии Керли типа В [3, 9]. Легочная гипертензия характеризуется повышением давления в системе легочной артерии, она может возникнуть как при заболеваниях легких (например, ХОБЛ), так и при заболеваниях сердца. ХОБЛ сопровождается эмфиземой с нарушением структуры легких, значительно уменьшается количество альвеол в результате их разрушения и формирования булл, фиброза, уменьшается площадь поверхности для газообмена. В ответ на это возникает рефлекторный спазм мелких артерий, а затем развитие соединительной ткани в их стенке, с последующей облитерацией просвета сосудов. На рентгенограммах при легочной гипертензии определяются расширенные главные легочные артерии, а также прикорневые легочные артерии (рисунки 8.1, 8.2). К периферии калибр сосудов резко уменьшается – определяется т. н. «скачок калибра» легочных артерий. За счёт расширения правой и левой легочных артерий корни расширяются (рисунки 12.8, 12.9), но структура их сохранена, наружные контуры корней ровные и чёткие (в отличие от неструктурных корней при застое в МКК, и полициклических, «бугристых» контуров корней при лимфоаденопатии). За счёт «скачка калибра» легочных артерий корни представляются «обрубленными». Часто можно увидеть «выбухание» дуги легочного ствола по левому контуру сердца (рисунок 12.10). 112

аб Рисунок 12.8. Легочная гипертензия при заболевании сердца. а – рентгенограмма в прямой проекции. Определяется расширение правой и левой легочных артерий с чётким, ровным контуром, а также расширение прикорневых артерий. Обращает на себя внимание значительное расширение тени сердца. б – рентгенограмма в правой боковой проекции. Видны тени протезов митрального (указатель) и аортального (стрелка) клапанов. ← Рисунок 12.9. Выраженная легочная гипертензия при длительно существующем дефекте межпредсердной перегородки сердца. Корни легких значительно расширены за счёт легочных артерий. 113

Одним из способов выявления легочной гипертензии является измерение поперечника нисходящей ветви правой легочной артерии. Его достаточно просто измерить на рентгенограмме в прямой проекции на уровне промежуточного бронха, который определяется в теле правого корня в виде полосы просветления кнутри от легочной артерии (рисунок 12.10). Расширение нисходящей ветви правой легочной артерии более 20 мм является признаком легочной гипертензии [27]. В норме её ширина у мужчин обычно не превышает 18 мм, у женщин – 16 мм [13]. Для выявления легочной гипертензии целесообразно ориентироваться и на другие признаки – такие как «скачок калибра» легочных артерий, «выбухание» дуги легочного ствола по левому контуру сердца. Легочная гипертензия достоверно диагностируется при УЗИ сердца. Рисунок 12.10. Легочная гипертензия. Определяется выбухание дуги легочного ствола по левому контуру сердца (указатель). Справа стрелками обозначена ширина нисходящей легочной артерии. При заболеваниях сердца признаки венозного застоя в МКК могут сочетаться с проявлениями легочной гипертензии. В случаях ХОБЛ с эмфиземой легочная гипертензия часто преобладает в рентгенологической картине. Признаки легочной гипертензии также могут определяться при ТЭЛА. Редко встречается расширение легочной артерии, обусловленное её аневризмой (рисунок 12.11). аб Рисунок 12.11. Аневризматическое расширение легочного ствола, правой и левой легочной артерии. а – рентгенограмма в прямой проекции, б – рентгенограмма в правой боковой проекции. Определяется значительное выбухание дуги легочного ствола по левому контуру сердца и расширение корней легких за счёт легочных артерий. 114

При заболеваниях сердца можно выявить увеличение размеров сердечной тени, но этот признак встречается не всегда. Значительное увеличение размеров сердечной тени со сглаженностью её дуг и исчезновением «талии» сердца, укорочение тени сосудистого пучка может свидетельствовать о гидроперикарде (рисунки 12.12, 12.13). При подозрении на гидроперикард обязательно проведение УЗИ сердца, которое достоверно выявляет жидкость в полости перикарда и позволяет диагностировать такое жизнеугрожающее состояние, как тампонада сердца. ← Рисунок 12.12. Гидроперикард со значительным объемом выпота в полость перикарда. аб Рисунок 12.13. Гидроперикард. а, б – рентгенограммы, выполненные с интервалом в неделю, демонстрируют быстрое увеличение размеров сердечной тени за счёт нарастания выпота в полости перикарда при перикардите инфекционной этиологии. У пациентов с сердечной недостаточностью часто развиваются пневмонии. В этом случае инфильтрация определяется на фоне признаков венозного застоя в МКК (рисунок 12.14). Такие изменения необходимо дифференцировать с проявлениями альвеолярного отека легких. Отек легких чаще двусторонний, определенное значение также имеет оценка клинико-лабораторных данных. У пожилых пациентов на рентгенограммах могут определяться обызвествления аорты, клапанов сердца и коронарных артерий, отражающие их дегенеративные изменения на фоне атеросклероза (рисунок 12.15). 115

аб вг Рисунок 12.14. Пневмония на фоне венозного застоя в МКК у пожилого пациента. а – рентгенограмма в прямой проекции. Справа в верхней и нижней долях легкого – инфильтрация. Определяются признаки венозного застоя в МКК в виде усиления сосудистого рисунка и перераспределения кровотока в пользу верхних долей. Инфильтрация односторонняя и имеется клиника острого воспалительного процесса. Справа виден небольшой междолевой выпот в горизонтальной междолевой щели (стрелка). Тень средостения в верхнем отделе расширена за счёт тени грудины (указатели), что связано с ассиметричной установкой пациента. б – рентгенограмма в правой боковой проекции. В плевральной полости небольшой выпот (стрелка). б, в – рентгенограммы, выполненные через 10 дней демонстрируют рассасывание инфильтрации справа и положительную динамику застойных явлений. Выпот в плевральной полости не определяется, междолевой выпот (стрелка) уменьшился. 116

аб Рисунок 12.15. Обызвествления в сердце, рентгенограммы в боковой проекции двух разных пациентов. а – кальциноз митрального клапана (стрелки), аортального клапана (указатели) и аорты. б – кальциноз коронарных артерий (стрелки). В этом разделе следует остановиться на таком состоянии, как респираторный дистресс-синдром взрослых (РДСВ), синоним – «шоковое легкое». В самом термине подчеркивается отличие этого состояния от респираторного дистресс-синдрома у новорожденных, который возникает в результате недостаточности сурфактанта. РДСВ по клинико-рентгенологической картине напоминает отек легких (рисунок 12.16), но с определенными отличиями. Рисунок 12.16. РДСВ, осложнивший течение тяжелой пневмонии. В отличие от отека легких, РДСВ характеризуется повреждением стенок капилляров, а не повышением гидростатического давления в капиллярах. В результате повреждения капилляров происходит проникновение в интерстициальную, а затем и в альвеолярную ткань легких экссудата с большим содержанием белка и клеток крови [9]. При отеке легких происходит только повышение проницаемости стенок капилляров, и в легочную ткань выходит отечная жидкость (транссудат), бедная белком и клетками крови. 117

Причиной развития РДСВ могут быть бактериальные и вирусные инфекции (в т. ч. пневмонии), аспирация желудочного содержимого, вдыхание газов, сепсис (чаще вызванный грамотрицательными микроорганизмами), наркотические вещества, лекарственные препараты, аллергические и посттрансфузионные реакции. Также он может возникнуть в результате травмы грудной клетки, жировой эмболии легких (после обширных повреждений костей, жировой клетчатки), при тяжелых ожогах, шоке, ДВС-синдроме, панкреонекрозе, после «больших» хирургических вмешательств, искусственного кровообращения. РДСВ развивается обычно через 12 – 24 часа от воздействия повреждающего фактора. Для РДСВ характерны следующие отличия от отека легких, особенно на начальных этапах развития [9]:  Отсутствуют признаки венозного застоя в МКК  Одновременно могут определяться признаки интерстициального и альвеолярного отека легких. Интерстициальный отек проявляется усилением легочного рисунка за счёт появления ретикулярных теней, диффузным малоинтенсивным снижением прозрачности легочных полей. Альвеолярный отек развивается параллельно, проявляется множественными полиморфными очаговыми тенями, которые вначале определяются на периферии легочных полей, а в дальнейшем сливаются с формированием обширных затемнений  Затемнения при РДСВ располагаются ближе к наружным отделам легочных полей, их интенсивность уменьшается по направлению к корням (в отличие от отека легких, когда изменения преобладают в прикорневых отделах). Может определяться симптом «воздушной бронхографии»  Нехарактерны линии Керли типа В, перибронховаскулярные «муфты», утолщение междолевой плевры и выпот в плевральную полость. Обратное развитие изменений в легких при РДСВ происходит в течение нескольких недель, в исходе обычно остается диффузный пневмосклероз. На практике достаточно трудно поставить диагноз РДСВ и отличить его по рентгенограммам от отека легкого, тем более что при РДСВ может возникнуть левожелудочковая недостаточность с проявлениями кардиогенного отека легких. Снимки у таких пациентов чаще выполняются в условиях отделений интенсивной терапии переносными аппаратами, что влияет на качество снимка и диагностику. Определенное значение в диагностике РДСВ имеет РКТ. Тромбоэмболия легочной артерии При тромбоэмболии легочной артерии (ТЭЛА) происходит эмболия и тромбоз системы артерий малого круга кровообращения. Могут поражаться артерии различного калибра – от легочного ствола и главных легочных артерий до субсегментарных ветвей легочных артерий. Причиной ТЭЛА обычно являются тромбы в венах большого круга кровообращения или правых камерах сердца. Источник тромбоэмболии чаще находится в бассейне нижней полой вены (глубокие вены илеофеморального и илеокавального сегментов, венозные сплетения таза), реже – в правых отделах сердца и венах верхних конечностей. Определены различные факторы, предрасполагающие к развитию тромбоза глубоких вен и ТЭЛА: оперативные вмешательства на сердечно-сосудистой 118

системе и органах малого таза, воспалительные заболевания органов малого таза, травмы, нарушения мозгового кровообращения, длительная иммобилизация, варикозная болезнь вен нижних конечностей, злокачественные новообразования, ожирение, прием пероральных контрацептивов, заместительная гормональная терапия и др. Повышают риск тромбообразования катетеризация центральных вен, наличие клапанных протезов в сердце и инфекционный эндокардит трехстворчатого клапана. Нетромбогенные случаи ТЭЛА связаны с эмболией легочных артерий частицами жировой ткани, воздухом (например, при вмешательствах на периферических сосудах), опухолевыми массами, инородными частицами при внутривенном введении наркотиков [26]. Дистальнее места окклюзии легочной артерии кровоток прекращается или резко ограничивается, в результате чего может сформироваться инфаркт легкого. Инфаркт легкого представляет собой участок некроза, в котором иногда образуется полость, он развивается преимущественно при поражении долевых и сегментарных ветвей легочной артерии. Снабжение ткани легкого кислородом происходит не только через систему легочных артерий, но ещё и через систему бронхиальных артерий (из большого круга кровообращения) и воздухоносные пути. Поэтому инфаркт легкого обычно возникает при сопутствующем снижении кровотока в бронхиальных артериях и нарушении бронхиальной проводимости – при атеросклерозе, сердечной недостаточности с проявлениями венозного застоя в МКК, ХОБЛ [26]. Клиническая картина ТЭЛА зависит от уровня эмболии и объема поражения, при массивной эмболии развивается картина кардиогенного шока. Для ТЭЛА характерны одышка, боль в грудной клетке, кашель, кровохарканье (при развитии инфаркта легкого), снижение артериального давления, тахикардия. При ТЭЛА изменения на рентгенограмме могут не определяться, рентгенологические признаки выявляются у 50 – 70 % пациентов. Основным методом диагностики ТЭЛА в настоящее время является мультиспиральная РКТ легких с ангиографией. Рентгенография позволяет заподозрить ТЭЛА, а также исключить некоторые состояния, проявляющиеся сходной клиникой (например, пневмоторакс, отек легких, массивный плевральный выпот). При ТЭЛА возможно выявление локального обеднения легочного рисунка (симптом Вестермарка). Обеднение рисунка на определенном участке легочного поля определяется в первые трое суток, этот симптом наблюдается редко и его трудно выявить, так как рентгенологическая картина легочного рисунка зависит от технических условий выполнения рентгенограммы, симметричности установки обследуемого, фазы дыхания и т.д. Чаще обнаруживаются косвенные признаки ТЭЛА. К ним относится высокое положение купола диафрагмы на стороне поражения (рисунок 12.17), которое связано с вовлечением диафрагмальной плевры, рефлекторным влиянием на диафрагмальный нерв, уменьшением кровенаполнения легкого. Также при ТЭЛА выявляются дисковидные ателектазы в легких, плевральный выпот (рисунок 12.18). К признакам ТЭЛА относятся легочная гипертензия и инфаркты легкого [13, 26]. Легочная гипертензия проявляется расширением легочных артерий – правой, левой или обеих (в зависимости от локализации тромбов), а также расширением прикорневых артерий (рисунок 12.19). Вместе с расширением тени легочной артерии можно выявить её резкий «обрыв» или «ампутацию» (укорочение). Признаки легочной гипертензии могут также определяться у пациентов с заболеваниями сердца и при ХОБЛ, поэтому определенное значение для 119

диагностики ТЭЛА имеет сравнение рентгенограмм с предшествующими снимками либо выявление одностороннего расширения легочной артерии. Инфаркты легкого при ТЭЛА чаще множественные, но на рентгенограммах часть изменений может быть не видна, более информативна в отношении выявления инфарктов РКТ. Признаки инфаркта обычно появляются на 2 – 3 сутки заболевания. Инфаркт легкого определяется в виде затемнения, располагающегося чаще в наружном отделе легочного поля (субплеврально). Форма его в типичном случае треугольная, широкое основание обращено к плевре (рисунки 12.17 – 12.19), размеры составляют несколько сантиметров, структура однородная. Затемнение при инфаркте легкого иногда имеет овальную или неправильную форму. Инфаркт легкого может увеличиваться в размерах в течение 2 – 3 дней, интенсивность его тени также возрастает, контуры становятся более четкими. Через несколько дней инфаркт начинает медленно уменьшаться в размерах, сроки его разрешения составляют в среднем 3 – 5 недель. Считается, что затемнения в легких при ТЭЛА, которые разрешаются в сроки до 7 дней, могут быть обусловлены отеком и кровоизлиянием в альвеолах, а не инфарктом. В итоге, на месте инфаркта обычно формируется фиброз. Образование полости в инфаркте легкого может быть обусловлено инфицированием (развивается т. н. инфаркт-пневмония), в некоторых случаях инфаркт легкого осложняется абсцедированием, при котором возможен прорыв гнойника в плевральную полость с развитием пиопневмоторакса и эмпиемы плевры. Редко в исходе инфаркта легких формируется остаточная тонкостенная округлая полость. Рецидивирующие эпизоды ТЭЛА приводят к развитию хронической легочной гипертензии, пневмосклероза и эмфиземы легких [26]. Рисунок 12.17. Инфаркты легких при ТЭЛА. С двух сторон в легких определяются субплевральные инфильтраты треугольной формы, широким основанием обращенные к реберной плевре (стрелки). Слева диафрагма расположена выше обычного. 120

аб Рисунок 12.18. Изменения в легких при ТЭЛА. а – рентгенограмма в прямой проекции. Слева определяется инфаркт легкого (стрелка), справа в плевральной полости виден выпот. б – фрагмент предыдущей рентгенограммы (левое легочное поле). Тень инфаркта легкого имеет типичную треугольную форму, располагается субплеврально. Рисунок 12.19. Проявления массивной ТЭЛА. Обращает на себя внимание расширение правой и левой легочных артерий (стрелки). Слева в верхней доле определяется инфаркт легкого с типичной формой тени (указатель). 121

Раздел 13. Гидроторакс Гидроторакс – рентгенологический синдром, возникающий в результате скопления в плевральной полости жидкости (плеврального выпота). Плевральные выпоты подразделяют на экссудаты и транссудаты. Экссудат – выпот, содержащий большое количество белка, его появление связано с патологическими изменениями плевральных листков и их повышенной проницаемостью (в результате воспаления, опухолевого поражения, травмы и др.). Образование экссудата часто обусловлено инфекционным воспалением (в том числе при туберкулезе, пневмонии, инфекционных деструкциях легких). Накоплением экссудата могут сопровождаться злокачественные новообразования плевры и метастазы в плевру, ТЭЛА, травмы грудной клетки, патология брюшной полости (панкреатит, абсцессы брюшной полости, состояние после абдоминальных операций). Также к образованию экссудата приводят перфорация пищевода, СЗСТ (СКВ, ревматоидный артрит и др.), почечная недостаточность (при которой развивается т. н. уремический плеврит), токсическое воздействие лекарств, лучевая терапия, повреждение грудного лимфатического протока (в результате травмы, оперативного вмешательства), асбестоз. Транссудат – выпот, содержащий небольшое количество белка. Причины его появления – застойная сердечная недостаточность, цирроз печени, заболевания почек (с нефротическим синдромом), гипотиреоз, гипоальбуминемия, ТЭЛА, заболевания перикарда [21]. По рентгеновскому снимку невозможно установить характер жидкости в плевральной полости, так как различное по характеру содержимое обуславливает одну и ту же рентгенологическую картину. Большие скопления жидкости в плевральной полости обуславливают тотальное или субтотальное затемнение легочного поля, эти изменения рассмотрены в разделе 1 (рисунки 1.1, 1.2). Затемнение, обусловленное содержимым в плевральной полости, занимает область реберно-диафрагмального синуса и нижние отделы легочного поля, при увеличении количества содержимого его площадь увеличивается, нарастая снизу вверх (при рассасывании содержимого площадь затемнения уменьшается в обратном направлении – сверху вниз). Затемнение при гидротораксе интенсивное, однородное, на его фоне обычно не определяются (или плохо определяются) элементы легочного рисунка, корень легкого, оно перекрывает тень сердца и сливается с ней (при левостороннем расположении). Плохо дифференцируется (или вообще становится неразличим) купол диафрагмы. Верхняя граница затемнения дугообразная, направлена от наружного отдела легочного поля вниз и к срединной тени, эта граница может быть не совсем чёткой. Прозрачность легкого на участке сразу выше этой границы может быть снижена за счёт сдавления легкого содержимым в плевральной полости или за счёт патологических изменений в самом легком, например, при пневмонии. Важным признаком гидроторакса является смещение срединной тени в противоположную от поражения сторону, это смещение является выраженным в случаях большого объема скопившейся в плевральной полости жидкости. При небольших количествах содержимого в плевральной полости затеняется только область синусов. Сначала жидкость скапливается в заднем синусе, который виден на снимке в боковой проекции, затем – появляется в реберно- диафрагмальном синусе, который определяется на рентгенограмме в прямой проекции (рисунки 13.1, 13.2). В норме «угол», образованный диафрагмой и стенкой грудной клетки в области синусов острый. При минимальных количествах содержимого этот угол «сглаживается», синус становится «неглубоким». 122

Рисунок 13.1. Схематическое изображение малого гидроторакса на рентгенограмме в прямой и боковой проекциях. аб Рисунок 13.2. Малый гидроторакс справа (стрелка). а – рентгенограмма в прямой проекции, б – рентгенограмма в правой боковой проекции. Похожие изменения могут быть обусловлены облитерацией («запаиванием») синусов фиброзной тканью, но в этом случае верхняя граница затемнения в синусе не вогнутая, а почти горизонтальная, также могут определяться плевральные наслоения и выше синуса, вдоль боковой стенки грудной клетки (рисунок 15.1). При наличии сомнений, УЗИ плевральных полостей позволяет дифференцировать небольшие количества жидкости в синусах и спайки. На рентгенограмме в прямой проекции становится видимым выпот объемом приблизительно 200 – 500 мл. На рентгенограмме в боковой проекции можно выявить выпот объемом около 150 мл [34]. Охарактеризовать количество содержимого в плевральной полости можно следующим образом: если содержимое находится в пределах реберно-диафрагмального синуса – гидроторакс малый (рисунки 13.1, 13.2, 13.3). В том случае, если верхняя граница содержимого определяется выше, поднимаясь до уровня угла лопатки – 123

гидроторакс средний, если верхняя граница выпота располагается выше уровня угла лопатки – гидроторакс большой (рисунки 13.4, 13.5). Если содержимое затеняет все легочное поле или почти все легочное поле – гидроторакс тотальный или субтотальный (рисунки 1.1, 1.2). аб Рисунок 13.3. Двусторонний малый гидроторакс при сердечной недостаточности. а – кроме двустороннего плеврального выпота имеются признаки венозного застоя в МКК в виде усиления сосудистого рисунка в легких. б – после курса терапии определяется положительная динамика – выпота в плевральных полостях и признаков застоя не выявлено. ← Рисунок 13.4. Схематическое изображение среднего (а) и большого (б) гидроторакса. Л – лопатка. 124

Рисунок 13.5. Большой гидроторакс слева. Верхняя граница плеврального выпота отмечена сплошной линией, контур лопатки – штриховой линией. Также можно указать уровень верхней границы выпота, ориентируясь на задние отрезки ребер по подмышечной линии, которая на рентгенограмме проходит примерно в области наружных отделов ребер (в месте «перекреста» теней задних и передних отрезков ребер). Малый гидроторакс не достигает уровня заднего отрезка VII ребра. Если граница располагается между задними отрезками V – VII ребер – гидроторакс обозначается как средний. Если граница расположена выше заднего отрезка V ребра – гидроторакс является большим (рисунок 13.6). Рисунок 13.6. Схематическое изображение малого (а), среднего (б) и большого (в) гидроторакса. Цифрами указаны номера задних отрезков ребер. Штриховыми линиями обозначены условные уровни задних отрезков ребер по подмышечной линии. 125

Точное обозначение верхней границы выпота именно по задним отрезкам ребер раньше было важным для выбора места плевральной пункции. Сейчас же в большинстве лечебных учреждений доступно УЗИ плевральных полостей, которое позволяет определить уровень содержимого для плевральной пункции. Обозначать границу гидроторакса по передним отрезкам ребер принято, если содержимое в плевральной полости локализуется преимущественно вдоль передней стенки грудной клетки (что видно на боковых рентгенограммах), обычно это касается осумкованных выпотов (см. ниже). Жидкость в плевральной полости иногда может накапливаться не в области синусов, а под основанием легкого, над диафрагмой. В этом случае, при правостороннем гидротораксе складывается впечатление о высоком положении купола диафрагмы (рисунок 13.7), а при наддиафрагмальном гидротораксе слева увеличивается расстояние от газового пузыря желудка до основания легкого (в норме оно обычно не более 2 см). Раньше такие скопления жидкости выявляли при помощи латерографии, сейчас при подозрении на наддиафрагмальный гидроторакс используется УЗИ плевральных полостей. Выпот в плевральной полости может также распространяться и на междолевые щели (см. ниже). аб Рисунок 13.7. Наддиафрагмальный выпот справа у пациента с сердечной недостаточностью. а – рентгенограмма в прямой проекции. б – рентгенограмма в правой боковой проекции. Складывается впечатление о высоком расположении диафрагмы справа (стрелки). Также определяются признаки венозного застоя в МКК. При проведении УЗИ было выявлено значительное количество содержимого в плевральной полости справа. в – рентгенограмма после плевральной пункции справа. Диафрагма справа расположена на обычном уровне. в 126

В положении лежа гидроторакс проявляется другой рентгенологической картиной – снижением прозрачности легочного поля, на фоне которого прослеживается легочный рисунок (рисунок 13.8). Это связано с тем, что в положении лежа жидкость в плевральной полости относительно равномерно «растекается» вдоль легкого. Синусы в этом случае могут выглядеть свободными или затененными, купол диафрагмы становится нечётким. На рентгенограмме в положении лежа плевральный выпот выявляется при объеме 500 – 1000 мл [34], а небольшие количества содержимого в плевральной полости могут вообще не выявляться. Рисунок 13.8. Гидроторакс слева на снимке в положении лежа. Прозрачность левого легочного поля снижена за счёт наличия содержимого в плевральной полости, на этом фоне определяется легочный рисунок. В проекции трахеи видна тень трахеостомической трубки. При наличии большого количества содержимого в плевральной полости затемнение становится высокоинтенсивным и легочный рисунок уже не прослеживается (рисунок 13.9) Рисунок 13.9. Правосторонний гидроторакс на снимке в положении лежа. Прозрачность правого легочного поля снижена за счёт содержимого в плевральной полости. В верхнем и среднем отделах легочного поля можно различить легочный рисунок, в нижнем отделе снижение прозрачности высокоинтенсивное. В нижнем отделе выпот образует относительно чёткую границу (стрелка), синус справа не дифференцируется. 127

Нужно помнить, что одностороннее снижение прозрачности легочного поля может быть обусловлено несимметричной укладкой пациента (особенно при выполнении снимков в условиях отделения реанимации). Необходимо всегда оценивать симметричность укладки по расстояниям от стернальных концов ключиц до остистых отростков грудных позвонков (с двух сторон оно должно быть примерно одинаковым). При ассиметричной укладке сниженной прозрачности будет не только легочное поле, также повысится интенсивность тени мягких тканей на этой же стороне. В сомнительных случаях стоит использовать УЗИ, которое хорошо выявляет жидкость в плевральной полости и в положении лежа. На фоне большого количества содержимого в плевральной полости невозможно оценить состояние легкого, поэтому показано повторное рентгеновское исследование после эвакуации содержимого. Даже после плевральной пункции остаточный выпот и плевральные наслоения затрудняют интерпретацию рентгенологической картины, в таких случаях для оценки ткани легкого целесообразно применение РКТ. Междолевые и осумкованные выпоты Междолевой выпот характеризуется наличием содержимого в плевральной полости по ходу междолевых щелей [8, 14, 23]. Характерную рентгенологическую картину обуславливает выпот в горизонтальной междолевой щели справа (рисунок 13.10). Это тень овальной или «линзовидной» («веретеновидной») формы, которая на рентгенограмме в прямой проекции располагается в среднем отделе легочного поля, её можно ошибочно принять за дополнительное образование в легком. Характерное расположение этого выпота на снимках в двух проекциях (по ходу горизонтальной междолевой плевры), однородность тени выпота, чёткость его контуров облегчают диагностику (рисунок 13.11). Рисунок 13.10. Варианты рентгенологической картины при междолевом выпоте в горизонтальной (дополнительной) междолевой щели справа (схема). 128

аб вг Рисунок 13.11. Междолевой выпот справа у пациента с сердечной недостаточностью. На рентгенограмме в прямой проекции (а) справа виден выпот в горизонтальной междолевой щели (стрелка). В нижней доле справа снижена прозрачность (пневмония). На рентгенограмме в правой боковой проекции (б) кроме выпота в горизонтальной междолевой щели (стрелки) определяется выпот по ходу косой (главной) междолевой щели в её верхнем отделе (указатели). В синусе небольшое количество содержимого. в, г – рентгенограммы после лечения. Выпот в горизонтальной междолевой щели уменьшился (стрелки), выпота по ходу косой междолевой щели и в синусе не определяется. Прозрачность нижней доли справа нормализовалась. Также выпот может располагаться в косой междолевой щели (рисунок 13.12), в этом случае на рентгенограмме в прямой проекции определяется снижение прозрачности легочного поля с нечёткими контурами. На рентгенограмме в боковой проекции выявляется тень типичной овальной или «линзовидной» формы по ходу косой междолевой плевры (рисунки 13.13, 13.14). 129

Рисунок 13.12. Схематическое изображение междолевого выпота в верхнем отделе косой междолевой щели справа (а) и в косой междолевой щели слева (б). аб ←↑ Рисунок 13.13. Междолевой выпот справа. На рентгенограмме в прямой (а) и правой боковой (б) проекциях справа определяется выпот в верхнем отделе косой междолевой щели (стрелки) и в горизонтальной междолевой щели (указатели). После курса лечения – положительная динамика (в). в 130

аб Рисунок 13.14. Плевральный выпот слева. На рентгенограмме в прямой проекции (а) определяется снижение прозрачности левого легочного поля. На рентгенограмме в левой боковой проекции (б) видно, что выпот располагается в косой междолевой щели (стрелки) а также осумкован вдоль задней стенки грудной клетки (указатели). Небольшое количество содержимого определяется и в синусе слева. Междолевые выпоты возникают при сердечной недостаточности (в этом случае они могут быть двусторонними, множественными), воспалительных процессах в легких. Междолевой выпот может сопровождать пневмонию по типу перисциссурита (раздел 2). Трудности иногда возникают при дифференцировке междолевого выпота в нижнем отделе косой междолевой щели справа и ателектаза средней доли справа (рисунок 13.15, а также раздел 9 и рисунки 9.6 – 9.10). Рисунок 13.15. Междолевой выпот справа в нижнем отделе косой междолевой щели (схема). 131

Осумкованный гидроторакс характеризуется ограничением содержимого в плевральной полости спайками, которые препятствуют свободному перемещению жидкости. Чаще осумковываются выпоты воспалительного характера (экссудаты), осумкование характерно и для гнойного плеврального выпота (эмпиемы плевры). В результате осумкования не образуется типичная рентгенологическая картина гидроторакса с затемнением в нижне-наружном отделе легочного поля с дугообразной верхней границей. Осумкованный выпот чаще образует тень полуовальной формы, контуры её ровные и четкие, структура однородная. По локализации выделяют несколько разновидностей таких выпотов. Если широкое основание тени осумкованного гидроторакса прилежит к отрезкам ребер, образующим боковые, задние или передние отделы стенки грудной клетки, то его называют паракостальным (реберным). Выпуклый контур тени такого выпота обращен в сторону легочного поля. Реже встречаются осумкованные апикальный (верхушечный), парамедиастинальный и наддиафрагмальный (базальный) выпоты (рисунок 13.16). Рисунок 13.16. Схематическое изображение различных осумкованных плевральных выпотов. а – паракостальный, вдоль задне-боковой стенки грудной клетки, б – паракостальный, вдоль задней стенки грудной клетки, в – парамедиастинальный, г – апикальный и наддиафрагмальный. 132

Для дифференциальной диагностики осумкованного гидроторакса и внутрилегочного образования, находящегося в субплевральных отделах легкого можно использовать следующие признаки. Если мысленно продолжить («дорисовать») контуры тени до полного овала или круга, то в случае осумкованного выпота центр этой тени будет находиться вне пределов легочного поля, а «углы», образованные тенью осумкованного выпота и стенкой грудной клетки (или средостением, диафрагмой) являются тупыми (рисунок 13.17а). Если образование находится в легком, то центр его тени проецируется на легочное поле, а «углы» со стенкой грудной клетки – острые (рисунок 13.17б). Это правило «работает» не только для гидроторакса, но и для других внелегочных образований, например новообразований плевры. Различные виды осумкованных плевральных выпотов представлены на рисунках 13.18 – 13.21 ← Рисунок 13.17. Схематическое изображение разницы в проецировании осумкованного плеврального выпота (а) и внутрилегочного образования (б) на рентгенограмме. ← Рисунок 13.18. Правосторонний гидроторакс, осумкованный паракостально. 133

аб Рисунок 13.19. Значительный правосторонний гидроторакс, осумкованный паракостально. а – рентгенограмма в прямой проекции, б – рентгенограмма в правой боковой проекции. Рисунок 13.20. Правосторонний, осумкованный паракостально (стрелка) и парамедиастинально (указатели) выпот в плевральной полости. Кроме того, имеется содержимое в синусе справа. 134

аб вг Рисунок 13.21. Среднедолевая пневмония, осложнившаяся осумкованным экссудативным плевритом. На рентгенограммах в прямой (а) и правой боковой (б) проекциях справа определяется инфильтрация в средней доле и небольшой плевральный выпот (стрелка). На рентгенограммах, выполненных через 7 дней (в, г) количество содержимого в плевральной полости справа увеличилось, выпот осумкован паракостально и наддиафрагмально (стрелки). Наддиафрагмальный выпот может создавать впечатление высокого положения купола диафрагмы или проявляться дополнительной полуовальной тенью сливающейся с тенью диафрагмы. Считается, что верхушечные осумкованные выпоты характерны для туберкулеза, а парамедиастинальные – для злокачественных новообразований, в том числе для мезотелиомы плевры [9, 23]. Наддиафрагмальные, апикальные и парамедиастинальные осумкованные плевральные выпоты трудно диагностировать, обычно они выявляются с помощью РКТ. 135

В некоторых случаях сложно отличить осумкованный гидроторакс от фиброзных плевральных наслоений, новообразований плевры. В настоящее время для исключения выпота в плевральной полости применяют УЗИ плевральных полостей, а при подозрении на новообразование плевры используется РКТ. Особыми клиническими вариантами синдрома гидроторакса являются гемоторакс, эмпиема плевры и хилоторакс. Эмпиема плевры – скопление гнойного экссудата в плевральной полости (раздел 14). Гемоторакс – скопление в плевральной полости крови. Чаще причиной гемоторакса является травма грудной клетки, реже – кровотечение из опухоли плевры, передозировка антикоагулянтов, нарушение свертываемости крови. Также развитие гемоторакса может быть обусловлено ятрогенными причинами (установкой центрального венозного катетера, оперативными вмешательствами). При массивном кровотечении кровь в плевральной полости быстро сворачивается. Сгустки крови (свернувшийся гемоторакс) могут способствовать развитию эмпиемы плевры либо массивных плевральных наслоений, ограничивающих подвижность легкого [10, 21]. Хилоторакс – скопление в плевральной полости выпота, содержащего лимфу, богатую жировыми веществами. Может возникать в результате повреждения грудного лимфатического протока (во время травм, операций), а также при лимфомах [21]. Раздел 14. Эмпиема плевры Эмпиема плевры (пиоторакс) характеризуется скоплением гнойного экссудата в плевральной полости. Эмпиема плевры развивается при инфицировании плеврального выпота стафилококками, грамотрицательными микроорганизмами (Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Haemophilus influenzae), неспорообразующими анаэробами (бактероидами, фузобактериями, анаэробными кокками), формирование эмпиемы возможно при туберкулезной инфекции. Эмпиема плевры развивается как осложнение инфекционных заболеваний легких (пневмонии, инфекционных деструкций легких), ранений и травм грудной клетки. Также инфекция может проникнуть в плевральную полость гематогенным путем, без образования гнойника в легком или повреждения грудной клетки. Предрасполагающими факторами к развитию эмпиемы плевры являются высокое содержание фибрина в образовавшемся плевральном выпоте, а также наличие сгустков крови в плевральной полости [7]. Клинически эмпиема проявляется кашлем, одышкой, болями в грудной клетке, повышением температуры тела, интоксикацией, ослаблением дыхания на стороне поражения. При образовании бронхоплеврального свища кашель сопровождается выделением большого количества гнойной мокроты. В крови отмечается лейкоцитоз со сдвигом лейкоцитарной формулы влево. Выделяют свободные и осумкованные эмпиемы плевры. Осумкованные эмпиемы в зависимости от локализации подразделяют на паракостальные, наддиафрагмальные, междолевые, парамедиастинальные, апикальные и многокамерные (когда скопления гноя в плевральной полости располагаются на разных уровнях и разделены плевральными спайками). Также различают острую и хроническую эмпиему, хронической эмпиема плевры считается, если воспалительный процесс продолжается более 3 месяцев [7]. 136

Специфических рентгенологических признаков эмпиемы плевры нет, иногда она выглядит на рентгенограмме как типичный гидроторакс (рисунок 14.1а). Развитие эмпиемы плевры может сопровождаться картиной осумкования плеврального выпота, чаще паракостально (рисунок 14.1б, в). Рисунок 14.1. Эмпиема плевры. а – на рентгенограмме определяется субтотальный гидроторакс справа. б, в – рентгенограммы в прямой и правой боковой проекциях после плевральной пункции. Содержимое в плевральной полости справа частично осумковано паракостально и распространяется преимущественно вдоль переднего ската диафрагмы (стрелки на рентгенограмме в боковой проекции), а также образует «перегородки» (указатель на рентгенограмме в боковой проекции). а бв Характерной рентгенологической картиной при эмпиеме является образование гидропневмоторакса (пиопневмоторакса) после прорыва абсцесса легкого (или другой нагноившейся полости, туберкулезной каверны) в плевральную полость. В этом случае в плевральную полость поступает гнойное содержимое и воздух, рентгенологически на стороне поражения одновременно определяются воздух в плевральной полости (пневмоторакс) и содержимое в плевральной полости (гидроторакс). Верхняя граница выпота в этом случае не дугообразная, а горизонтальная, что обусловлено присутствием в плевральной полости воздуха (рисунки 14.2, 17.8). Возможно образование бронхо- плеврального свища, который «поддерживает» пневмоторакс в течение длительного времени. 137

аб вг Рисунок 14.2. Пневмоцистная пневмония, осложнившаяся эмпиемой плевры слева у пациента со СПИДОм. а – в легких с 2 сторон распространенная интерстициальная инфильтрация по типу «матового стекла». б – рентгенограмма через 7 дней. Инфильтрация в средних и нижних отделах легких стала более интенсивной (альвеолярной), слева в нижнем отделе легкого определяются кольцевидные тени (тонкостенные полости). в, г – слева в результате разрыва полостей образовался пневмоторакс. На рентгенограмме в прямой проекции (в) определяется край легкого (указатели) и небольшое количество содержимого в плевральной полости, образующее горизонтальный уровень (стрелка). На рентгенограмме в левой боковой проекции (г) видно, что легкое слева значительно коллабировано (край легкого обозначен пунктирной линией), в плевральной полости слева – содержимое с горизонтальной верхней границей (стрелка). 138

де Рисунок 14.2, продолжение. Пневмоцистная пневмония, осложнившаяся эмпиемой плевры слева у пациента со СПИДОм. д – в левой плевральной полости количество выпота значительно увеличилось, содержимое в плевральной полости образует крупный горизонтальный уровень газ/жидкость (стрелка) и несколько мелких уровней, которые видны ниже. С двух сторон определяются тени плевральных дренажей, так как перед этим у пациентки развился пневмоторакс справа (на момент исследования правое легкое расправлено). е – в плевральной полости слева крупный горизонтальный уровень газ/жидкость (стрелка), выше которого ткань легкого не определяется – картина типичного гидропневмоторакса при эмпиеме плевры. При эмпиеме плевры в осумкованном плевральном выпоте может определяться горизонтальный уровень газ/жидкость (рисунки 14.3, 14.4). аб Рисунок 14.3. Эмпиема плевры справа. Рентгенограммы в прямой (а) и правой боковой (б) проекциях. Справа определяется большой плевральный выпот, осумкованный паракостально. На фоне тени выпота виден горизонтальный уровень газ/жидкость. 139

аб Рисунок 14.4. Эмпиема плевры слева. а – рентгенограмма в прямой проекции. Слева картина гидропневмоторакса – горизонтальный уровень газ/жидкость в плевральной полости (стрелка), видна утолщенная висцеральная плевра (указатели). б – рентгенограмма в левой боковой проекции. Определяется горизонтальный уровень содержимого в плевральной полости (стрелки), также видно, что часть содержимого образует типичную картину осумкованного выпота (указатели). В ряде случаев возникают трудности в дифференциальной диагностике ограниченной эмпиемы плевры и внутрилегочного абсцесса. Осумкованный выпот имеет полуовальную форму и широким основанием прилежит к стенке грудной клетки, «углы», которые он образует с грудной стенкой тупые. Если мысленно продолжить («дорисовать») контуры тени осумкованного выпота до полного овала или круга, то центр этой тени будет находиться вне пределов легочного поля (рисунок 13.17). В сложных случаях дифференцировать деструктивные полости в легком и отдельные «камеры» в плевральной полости помогает РКТ. При многокамерной эмпиеме плевры на фоне содержимого в плевральной полости, видны дополнительные горизонтальные уровни газ/жидкость, отражающие наличие отдельных «камер» с содержимым в плевральной полости. Эти «камеры» разделены между собой плевральными сращениями и могут располагаться на разной высоте, образуя картину «ступенчатого пневмоплеврита» (рисунок 14.5, 14.2д). Рисунок 14.5. Схематическое изображение эмпиемы плевры с горизонтальными уровнями газ/жидкость в плевральной полости, располагающимися на разных уровнях. 140

Иногда бывает затруднительно определить, где располагаются эти уровни содержимого – в плевральной полости или в легком. Уровни газ/жидкость в плевральной полости определяются как полуовальные просветления, широким основанием обращенные книзу, на фоне общего снижения прозрачности легочного поля за счёт содержимого в плевральной полости. Если же полость находится в легком, то форма ее ближе к округлой, определяется инфильтрация вокруг полости. При эмпиеме плевры возможно распространение воспалительного процесса на стенку грудной клетки с развитием межмышечных, подкожных абсцессов, образованием плевро-кожных свищей. При переходе эмпиемы плевры в хроническое течение происходит организация экссудата с образованием массивных плевральных наслоений. Фиброзные изменения распространяются и на ткань лёгкого, которое может уменьшиться в объеме («плеврогенный цирроз» легкого). В участках фиброзных плевральных наслоений иногда определяются обызвествления (кальциноз плевры). В исходе эмпиемы может сформироваться фиброторакс различной протяженности. Ведущую роль в диагностике эмпиемы плевры играет исследование плеврального выпота, так как при рентгенологическом исследовании невозможно определить гнойный характер экссудата. Определенное значение в диагностике эмпиемы плевры имеет УЗИ плевральных полостей, которое позволяет выявить неоднородность содержимого в плевральной полости – нити фибрина, включения газа. РКТ используют для дифференциальной диагностики эмпиемы с абсцессами легких, определения точной локализации деструктивных полостей в легком и «камер» в плевральной полости и для выявления топографических взаимоотношений между ними, что важно для проведения лечебных мероприятий. Раздел 15. Фиброзное утолщение плевры Фиброзные плевральные наслоения возникают в результате воспалительных процессов, вовлекающих плевральные листки. Плевральные наслоения могут локализоваться апикально, паракостально, наддиафрагмально, также может утолщаться междолевая плевра (рисунок 15.1). Рисунок 15.1. Схематическое изображение изменений плевры на рентгенограмме в прямой (а) и боковой (б) проекциях. 1 – апикальные плевральные наслоения в виде «шапочки», 2 – паракостальные плевральные наслоения, 3 – облитерация реберно- диафрагмального синуса («запаянный» синус), 4 – плевральные наслоения в кардиодиафрагмальном синусе, 5 – осумкованный паракостально плевральный выпот, 6 – выпот в синусе. 141

Апикальные плевральные фиброзные наслоения в виде «шапочек» могут быть обусловлены перенесенным туберкулезом (в этом случае они сочетаются с кальцинатами, «плотными» фиброзными очагами в области верхушек легких) или неспецифическим воспалением. Фиброзное утолщение плевры может возникать после эмпиемы плевры, туберкулезного плеврита, гемоторакса, а также вследствие лучевой терапии, при почечной недостаточности (уремии), при СЗСТ (в частности, считается характерным для системной склеродермии). Контур плевральных наслоений ровный, чёткий, структура затемнения, обусловленного фиброзом плевры однородная, интенсивность высокая, особенно это характерно для паракостальных фиброзных утолщений плевры, которые располагаются вдоль наружных отделов ребер. Если плевральные наслоения располагаются вдоль передних или задних отрезков ребер, то на рентгенограмме в прямой проекции они могут давать снижение прозрачности легочного поля с нечётким контуром (чаще в нижних отделах), которое можно ошибочно принять за инфильтрацию в легком. В этом случае сомнения разрешает рентгенограмма в боковой проекции, которая выявляет плевральные наслоения с чётким контуром вдоль передней или задней стенки грудной клетки. Плевральные наслоения не соответствуют границам долей, сегментов легких и могут пересекать их. Если контур плевральных наслоений неровный, «бугристый», необходимо исключить опухоль плевры. Иногда фиброзные плевральные наслоения приходится дифференцировать с осумкованным плевральным выпотом. Для осумкованного выпота характерен более выпуклый и ровный внутренний контур, при диагностических затруднениях выпот в плевральной полости достоверно определяется с помощью УЗИ плевральных полостей. Часто встречается облитерация реберно-диафрагмальных синусов, в кардиодиафрагмальных синусах могут образовываться большие спайки (рисунок 15.1). В кардиодиафрагмальных синусах также могут находиться т. н. абдоминомедиастинальные «липомы» (см. раздел 18 и рисунок 18.8). При облитерации плевральной полости фиброзными наслоениями на значительном протяжении используется термин «фиброторакс» (рисунки 15.2 и 1.6). Рисунок 15.2. Фиброторакс слева. Слева часть ребер резецирована, легкое уменьшено в объеме, определяется массивное утолщение костальной плевры. Плевральные наслоения также обуславливают неоднородное снижение прозрачности всего легочного поля, плевра частично обызвествлена. 142

В исходе распространенного воспаления плевры (туберкулез, эмпиема) или гемоторакса образуются массивные плевральные наслоения, фиброз может переходить на ткань легкого. В результате этого значительно уменьшается в объеме доля или все легкое и формируется т. н. плеврогенный цирроз легкого. На фоне плевральных наслоений могут выявляться участки обызвествления в виде очаговых, полосовидных теней, имеющих очень высокую интенсивность. Обызвествление плевральных листков обычно возникает в исходе туберкулезного плеврита, эмпиемы плевры, гемоторакса (рисунок 15.3). Рисунок 15.3. Участок кальциноза плевры слева. Утолщение диафрагмальной, реберной плевры в виде «бляшек» характерно для асбестоза – профессионального пылевого заболевания легких (раздел 21). Контуры таких «бляшек» могут быть ровные или полициклические, а также спикулообразные, они часто обызвествляются [13, 34]. У лиц подвергшихся воздействию асбеста выше риск развития злокачественной мезотелиомы плевры и рака легкого. Раздел 16. Опухоли плевры Различают доброкачественные и злокачественные опухоли плевры, среди злокачественных опухолей выделяют первичные и вторичные, вторичные являются метастазами в плевру опухолей других локализаций. Доброкачественные опухоли плевры (фибромы, липомы и др.) встречаются нечасто. На рентгенограмме они выглядят как затемнения полуокруглой или полуовальной формы, широким основанием прилежащие к стенке грудной клетки, реже к диафрагме или средостению (рисунок 16.1, под цифрой 1). Если мысленно продолжить контуры тени до полного овала или круга, то центр этой тени будет находиться вне легочного поля, а «углы», образованные тенью новообразования и стенкой грудной клетки – тупые. Эти признаки сближают рентгенологическую картину доброкачественных опухолей плевры с картиной осумкованного гидроторакса (рисунок 13.17). В ряде случаев центр тени опухоли проецируется на легочное поле (если она имеет форму бляшки, значительно выступающей в полость грудной клетки), а «углы», образованные с грудной 143

стенкой могут быть острыми. Иногда опухоли плевры могут располагаться на «ножке» (рисунок 16.1, под цифрой 2), а не на широком основании [3]. В настоящее время ведущая роль в распознавании опухолей плевры принадлежит РКТ. Решающее значение в определении характера образования (доброкачественное или злокачественное) имеет биопсия, так как злокачественные узловые мезотелиомы могут иметь вышеперечисленные признаки «доброкачественного» образования плевры. Рисунок 16.1. Схематическое изображение доброкачественных опухолей плевры. 1 – на широком основании, 2 – на ножке (по [3]). Факторами риска развития злокачественной мезотелиомы плевры являются контакт с асбестом и другими химическими веществами, ионизирующее излучение, хронические воспалительные процессы и другие патологические изменения, ведущие к интенсивному фиброзу плевры. Злокачественные мезотелиомы подразделяют на узловые и диффузные (рисунок 16.2). Рисунок 16.2. Схематическое изображение злокачественной мезотелиомы, сопровождающейся разрушением ребер. 1 – узловая форма, 2 – диффузная форма (по [3]). 144

Узловая форма злокачественной мезотелиомы представляет собой локализованное поражение и рентгенологически иногда схожа с доброкачественной опухолью плевры. В других случаях узловая мезотелиома имеет бугристые контуры и может сопровождается разрушением ребер (рисунок 16.2, под цифрой 1). Диффузная мезотелиома характеризуется агрессивным инфильтрирующим ростом, клинически проявляется болью в грудной клетке, одышкой, кашлем, повышением температуры, слабостью. Диффузная мезотелиома выглядит как неравномерное, узловатое утолщение плевры с неровным, бугристым контуром (рисунок 16.2, под цифрой 2). В плевральной полости часто определяется выпот, количество его различно, гидроторакс может быть первым и единственным рентгенологическим проявлением мезотелиомы. На рентгенограмме большие количества содержимого в плевральной полости могут «скрывать» изменения плевры, которые становятся видны только после плевральной пункции. Характерной особенностью гидроторакса при злокачественных мезотелиомах является его повторное быстрое накопление после плевральных пункций («неисчерпаемый плеврит»). Выпот в плевральной полости часто осумковывается, причем для мезотелиом характерным считается парамедиастинальное осумкование. При распространении процесса диффузная мезотелиома охватывает легкое в виде «панциря», распространяется по междолевым щелям, поражает ребра, что проявляется их деструктивными изменениями, прорастает в ткань легкого, средостение, диафрагму. Гемиторакс уменьшается в размере, определяется смещение средостения в сторону поражения, на стороне поражения купол диафрагмы смещается вверх [3, 9, 21]. При прогрессировании заболевания возникают метастазы в легких, печени, надпочечниках, почках, костях. Метастатическое поражение плевры может проявляться рентгенологической картиной, схожей с картиной злокачественной мезотелиомы (при раке легкого, молочной железы, толстой кишки, лимфоме). Основным лучевым методом диагностики злокачественной мезотелиомы и метастатического поражения плевры в настоящее время является РКТ. Диагноз подтверждается цитологическим исследованием плеврального выпота и биопсией плевры. Раздел 17. Травматические изменения грудной клетки. Пневмоторакс, пневмомедиастинум. В этом разделе не обсуждаются вопросы диагностики огнестрельных и колото-резаных ранений грудной клетки, а также инородных тел, они подробно освещены в специальных руководствах [9, 16]. При изучении рентгенограммы органов грудной клетки на предмет травматических изменений всегда нужно анализировать все структуры, в том числе мягкие ткани и кости. При травмах грудной клетки часто выявляются переломы ребер. Чаще повреждаются IV – IX ребра, переломы же II – III ребер характерны для тяжелой травмы, так как верхние ребра защищены слоем мышц [17]. В типичных случаях, при выраженном смещении отломков, диагностика переломов ребер несложна. Затруднения возникают при незначительном смещении отломков, когда линия перелома почти не видна, а перелом распознается лишь по небольшой ступенеобразной деформации кортикального слоя ребра (рисунок 17.1). 145

Рисунок 17.1. Перелом ребра. Фрагмент рентгенограммы в прямой проекции (правая половина грудной клетки). Перелом заднего отрезка ребра без смещения (стрелка). Линия перелома почти не видна, определяется уступообразная деформация кортикального слоя ребра. В ряде случаев, переломы выявляются на рентгенограмме лишь при повторном исследовании, через несколько дней после травмы. Необходимо внимательно просматривать наружные отделы ребер, которые на рентгенограмме образуют пересекающиеся «дуги», на этих участках легко пропустить перелом с незначительным смещением отломков. При подозрении на перелом иногда требуется выполнить рентгенограммы ребер соответствующей половины грудной клетки «жесткими» лучами, рентгенограммы ребер в косой проекции (в этой проекции лучше видны наружные отделы ребер). «Окончатыми» называют переломы нескольких соседних ребер в двух местах, в результате чего образуется «свободный фрагмент» грудной стенки. Этот «фрагмент» при дыхании совершает парадоксальные дыхательные движения, что может способствовать развитию дыхательной недостаточности [17, 34]. На уровне перелома ребра может образоваться внеплевральная (или экстраплевральная) гематома, т. е. находящаяся кнаружи от париетальной плевры, вне плевральной полости. Она определяется на фоне наружного отдела легочного поля на границе с ребрами в виде полуовальной тени, основание которой обращено латерально. Важен не только сам факт перелома ребра, а то, что костный отломок может повредить легкое и вызвать пневмоторакс (см. ниже), признаки которого всегда нужно искать при травме грудной клетки. На предмет наличия травматических изменений необходимо изучать и другие костные структуры – ключицы, видимые отделы лопаток и плечевых костей (рисунок 17.2), а на боковых рентгенограммах – позвонки, грудину. Переломы грудины чаще локализуются несколько ниже сочленения рукоятки и тела грудины. Рисунок 17.2а. Рентгенограмма органов грудной клетки, выполненная пациенту после приступа эпилепсии. Головка левой плечевой кости находится вне суставной впадины лопатки. 146

Рисунок 17.2б. Рентгенограмма левого плечевого сустава этого же пациента демонстрирует вывих плечевой кости. Необходимо анализировать мягкие ткани грудной клетки на предмет подкожной и межмышечной эмфиземы. Подкожная эмфизема определяется в мягких тканях боковых отделов грудной клетки, надплечий, шеи в виде продольных полос просветления между прослойками жировой ткани (рисунки 17.3 и 3.7г). Межмышечная эмфизема образует характерную картину – в области грудных мышц появляются множественные, радиально расходящиеся светлые полоски, обусловленные наличием воздуха между отдельными мышечными пучками (рисунки 17.14 и 3.7г). Подкожная и межмышечная эмфизема в ряде случаев сопровождает разрывы легкого, которые не проявляются на рентгенограмме пневмотораксом. Это может быть связано с тем, что в месте разрыва легкого плевральные листки спаяны в результате перенесенного воспалительного процесса и воздух не проникает в плевральную полость, а поступает в мягкие ткани [8]. Рисунок 17.3. Подкожная эмфизема (стрелки) правой половины грудной клетки после тупой травмы. При травматическом разрыве легкого воздух может поступать по перибронховаскулярным клетчаточным пространствам в средостение, в результате чего развивается пневмомедиастинум (см. ниже), а затем в мягкие ткани грудной клетки с развитием подкожной и межмышечной эмфиземы. 147

Ушиб легкого характеризуется кровоизлиянием в ткань легкого, вокруг которого образуется зона нарушения кровоснабжения и вентиляции. Тяжелый ушиб легкого клинически проявляется одышкой, возможно появление кровохарканья. На рентгенограмме ушиб легкого обуславливает появление затемнения, схожего с инфильтрацией при пневмонии. Центральная часть такого затемнения более интенсивная и однородная (обусловлена кровоизлиянием), периферические отделы менее интенсивные, неоднородные. Чаще ушибы располагаются в наружном отделе легочного поля, на границе с ребрами, позвонками. Форма затемнения обусловленного ушибом может быть различной – округлой, овальной, треугольной (рисунок 17.4а). аб Рисунок 17.4. а – ушиб левого легкого. б – рентгенограмма выполненная через 7 дней. Инфильтративные изменения значительно уменьшились, в области ушиба видна полость округлой формы. При значительной травме ушибы могут быть множественными, а также занимать целую долю или большую часть легкого, междолевая плевра не является препятствием для распространения ушиба. В зоне ушиба возможно возникновение разрыва легкого с гематомой, в результате чего образуется полость, полностью заполненная кровью (гематоцеле), или частично заполненная кровью полость – (гематопневмоцеле), либо воздушная полость (пневматоцеле), причем один вид полости в динамике может переходить в другой. Полости при разрыве легкого обычно имеют округлую или овальную форму, что обусловлено эластической тягой легких. При рентгенологическом исследовании эти полости часто «маскируются» изменениями, обусловленными ушибом легкого, а в процессе обратного развития ушиба могут выявляться на рентгенограмме (рисунок 17.4б). Гематоцеле определяется в виде округлой тени с чётким контуром и однородной структурой, гематопневмоцеле – в виде полости с горизонтальным уровнем содержимого. При разрыве полости в плевральную полость образуется пневмоторакс или пневмогемоторакс (см. ниже). Обратное развитие ушиба легких происходит в течение 7 – 14 дней, при наличии разрыва легкого с гематомой обратное развитие изменений происходит в более длительные сроки – до 5 недель. На месте ушиба легкого (особенно с образованием гематомы) может сформироваться фиброз, а из пневматоцеле в итоге возможно образование сохраняющейся в течение длительного времени остаточной полости («ложной кисты»). В дифференциальной диагностике ушиба легкого с пневмонией следует учитывать, что при ушибе легкого изменения в легком появляются непосредственно после травмы или через несколько часов 148

(обычно в течение первых 3 – 4 часов и не позднее 24 часов). Присоединение пневмонии обычно происходит на 2 – 3 сутки, посттравматическая пневмония чаще развивается в нижнезадних и центральных отделах легких. Также для дифференциальной диагностики ушиба легкого и пневмонии необходимо оценивать клинико-лабораторные данные [9, 13, 16, 17, 34]. После травмы в легких часто выявляются дисковидные ателектазы, они могут возникать в результате ограничения дыхательных движений из-за выраженного болевого синдрома, обусловленного переломом ребер (рисунок 17.5). аб Рисунок 17.5. Дисковидные ателектазы в левом легком, переломы ребер слева. а – рентгенограмма в прямой проекции, б – рентгенограмма в левой боковой проекции. Слева над диафрагмой определяются полосовидные тени – дисковидные ателектазы (стрелки). Пневмоторакс – скопление воздуха в плевральной полости. Пневмоторакс чаще образуется при возникновении патологического сообщения плевральной полости с воздухоносными отделами легкого из-за нарушения целостности висцеральной плевры. Это возможно при закрытой травме грудной клетки в случае перелома ребра, отломки которого повреждают висцеральную плевру и ткань легкого. Разрывы легкого с повреждением висцеральной плевры могут происходить при травме и в отсутствие повреждения ребер. Париетальная плевра повреждается при открытых проникающих ранениях грудной клетки, в этом случае воздух в плевральную полость может поступать из окружающей среды (открытый пневмоторакс). Клинически пневмоторакс проявляется болью в грудной клетке, одышкой, но может протекать малосимптомно даже в случае полного спадения легкого. Аускультативно на стороне пневмоторакса определяется значительное ослабление дыхания либо дыхательные шумы отсутствуют. На рентгенограмме пневмоторакс обуславливает просветление легочного поля. Воздух в плевральной полости замещает ткань легкого, соответственно в области пневмоторакса не определяются элементы легочного рисунка, легочное поле выглядит «пустым» (рисунок 17.6). 149

аб Рисунок 17.6. Тотальный пневмоторакс справа. а, б – рентгенограммы двух разных пациентов. Правое легкое коллабировано (стрелки) и поджато к средостению. В правом легочном поле на большем протяжении отсутствует легочный рисунок («пустое» легочное поле). Другой важный симптом пневмоторакса – визуализация на рентгенограмме висцеральной плевры («края легкого») кнутри от воздуха в плевральной полости (рисунок 17.7). Висцеральная плевра выглядит как тонкая полоска (линия в виде «волоса»), обычно идущая параллельно наружной стенке грудной клетки. Висцеральная плевра может быть утолщена в результате поствоспалительных фиброзных изменений. аб Рисунок 17.7. Апикальный пневмоторакс слева. а – рентгенограмма в прямой проекции. Слева в области верхушки видна дугообразная линейная тень, обусловленная висцеральной плеврой (стрелки). б – увеличенный фрагмент предыдущей рентгенограммы (верхушка левого легкого). 150

Буллезная эмфизема легких, осложненная спонтанным пневмотораксом Случай из практики

Буллезная эмфизема легких (БЭЛ) рассматривается как вариант эмфиземы легких и характеризуется деструкцией альвеолярных стенок с образованием полостей больше 1 см, которые и называются буллами. Болезнь представляется как БЭЛ. В то же время В.И. Стручков, В.А. Смоляр выделяют данную патологию как самостоятельную нозологическую форму и называют ее буллезной болезнью. Существует ряд теорий, объясняющих природу возникновения БЭЛ: генетическая, обструктивная, механическая, инфекционная, сосудистая и другие. Некоторые ученые рассматривают БЭЛ и спонтанный пневмоторакс (СП) у детей как проявление дисплазии соединительной ткани (ДСТ) и следствие дефицита магния. Дисплазия соединительной ткани — генетически детерминированное состояние, обусловленное нарушениями метаболизма соединительной ткани в эмбриональном и постнатальном периоде, особенно при дефиците микронутриентов, прежде всего магния. Синдром ДСТ характеризуется аномалиями структуры компонентов внеклеточного матрикса (волокон и основного вещества) с морфофункциональными изменениями различных органов и систем [1, 3, 11].

Признаками ДСТ бронхолегочной системы являются трахеобронхомаляция, трахеобронхомегалия, трахеобронхиальная дискинезия, бронхоэктазы, апикальные буллы и первичный спонтанный пневмоторакс; наблюдаются костно­суставные изменения в виде деформации грудной клетки (воронкообразная, килевидная), позвоночника (сколиоз, гиперкифоз), конечностей (вальгусная, варусная), стопы (плоскостопия и др.), гипермобильность суставов. Наиболее часты у таких детей признаки ДСТ сердечно­сосудистой системы (пролапсы клапанов сердца), аневризмы сосудов (варикозное расширение вен и др.), а также вегетососудистая дистония. Отмечается значимое влияние микроэлементов (ионов магния) на процессы синтеза клетками соединительной ткани [5, 12].

Одной из частых причин буллезной эмфиземы легких является воспаление неспецифического характера, которое чаще локализуется в верхних отделах легких, особенно в области верхушек, где перфузия хуже, чем в других участках органа. Неспецифическое воспаление приводит к развитию ограниченной апикальной формы БЭЛ. Также важными причинами ее являются вирусные инфекции, что объясняется тропизмом слизистой оболочки бронхов и бронхиол к этим возбудителям и ведет к развитию обструктивного бронхиолита с растяжением участков легкого и образованием локальных буллезных изменений. Существует гипотеза об эластозависимом генезе БЭЛ, связанном с недостаточностью ингибитора эластазы — 1­антитрипсина. Выдвинута концепция о генетической, семейной предрасположенности к развитию БЭЛ при нормальном содержании 1­антитрипсина в сыворотке крови у пациентов [1, 5, 8]. Считается, что основным патомеханизмом возникновения БЭЛ является низкая ингибирующая активность ферментов в отношении нейтрофильной эластазы, что приводит к протеолитической деструкции респираторной ткани, в первую очередь эластических волокон. Важную роль в патогенезе БЭЛ играет нарушение бронхиальной проходимости и кровоснабжения легочной ткани. Патологоанатомическими причинами развития БЭЛ являются деструкция легочной паренхимы и обструкция дыхательных путей. Потеря легкими эластичности сопровождается необратимым затруднением вентиляции вследствие динамической компрессии воздухом проводящих путей при выдохе. Таким образом, БЭЛ является разновидностью эмфиземы, характеризуется наличием воздушных пузырей в их паренхиме и неоднородна по этиологии и патогенезу [2, 3, 9].

По распространенности различают локальную БЭЛ и генерализованную форму. По клиническому течению: без клинических проявлений и осложненную в виде пневмоторакса (рецидивного, перемежающегося, хронического). Частым ­осложнением БЭЛ является первичный спонтанный пневмоторакс. Так, по данным H. Westerlaen et al. (2006), M. Takahashi et al. (2008), 88–92 % случаев пневмоторакса приходятся на БЭЛ. СП развивается при обстоятельствах как способствующих повышению внутрилегочного давления (кашель, чихание, дефекация), так и без них — при ходьбе, в покое, во сне. Нередко при небольшой травме грудной клетки или при значительном физическом напряжении, во время занятий спортом, при поднятии грузов, полете на самолете и др.

Наиболее частыми симптомами у больных со спонтанным пневмотораксом как осложнением БЭЛ являются: внезапные и резкие боли в грудной клетке (справа или слева, либо реже — с обеих сторон), иногда иррадиирующие в область ключицы; одышка в покое и особенно одышка при физической нагрузке; затрудненное дыхание, особенно при вдохе; удушье, нехватка воздуха; изнуряющие приступы сухого кашля или кашля со слизисто­гнойной мокротой, которые сопровождаются общей слабостью, недомоганием, повышенной потливостью, головной болью, головокружением, учащенным сердцебиением. При объективном исследовании определяется тимпанит на стороне пневмоторакса, при аускультации — отсутствие дыхания на пораженной стороне, смещение сердца в здоровую сторону, тахикардия, увеличение печени. Рентгенологически в 99 % случаев установлено наличие воздуха в плевральной полости, но не всегда ясна причина, вызвавшая появление воздуха в плевральной полости.

Диагностическое значение в оценке причин пневмоторакса принадлежит торакоскопическому исследованию (50 % случаев). Этот метод результативнее, чем рентгенологический. Плевральная пункция является экстренной помощью независимо от причины, вызвавшей появление воздуха. При отсутствии положительного результата осуществляется дренирование плевральной полости. При показаниях проводится хирургическое лечение — пластика раневой поверхности легкого после резекции булл лоскутом париетальной плевры [4, 6, 7]. Правильно собранный анамнез отвечает на многие вопросы: с чего началось заболевание; с чем связано; какие инфекции перенес пациент; осложнения бронхопневмонией; отмечались ли приступы кашля, как часто пациент болел ОРВИ, отмечались ли приступы удушья; болел ли астмой или обструктивным бронхитом; не болел ли туберкулезом.

Приводим собственное наблюдение. Ребенок Н., 17 лет, находился в торакальном отделении областной клинической больницы г. Донецка в середине декабря 2012 г. по поводу локальной буллезной эмфиземы верхних долей легких, рецидивного (справа в 2010 г.), перемежающегося (слева в 2011 г.) пневмоторакса справа. Поступил в отделение с жалобами на боль в грудной клетке справа, одышку, затрудненное дыхание, чувство неполноты вдоха, кашель. До поступления за час отметил боль в грудной клетке среди полного здоровья. Обратился к хирургу, госпитализирован в ургентном порядке.

Из анамнеза жизни: ребенок от II беременности, протекавшей с угрозой прерывания в 5 недель, мать лежала на сохранении. Масса при рождении 3400 г, длина тела — 52 см, окружность головы — 35 см. Роды первые, срочные, осложненные преждевременным излиянием околоплодных вод и кефалогематомой. В 2 года перенес обструктивный бронхит. Ежегодно ОРВИ — до 3–4 раз в году, на диспансерном учете у аллерголога и лор­врача по поводу респираторного аллергоза, аллергического ринита, хронического тонзиллита. В 7 лет — двусторонняя внебольничная верхнедолевая пневмония, в 11 и 12 лет — правосторонняя верхнедолевая и левосторонняя нижнедолевая пневмонии соответственно. В 9 лет — бронхиальная астма, выявлены бытовая и пыльцевая аллергия, поллиноз, диспластическая кардиопатия, килевидная деформация грудной клетки, кифосколиоз, пролапс митрального клапана (по данным ЭхоКГ).

Анамнез заболевания: ранее дважды находился на лечении в торакальном отделении. Первый раз госпитализирован в 14­летнем возрасте по поводу правостороннего пневмоторакса, развившегося после физической нагрузки. Произведена операция: торакоцентез справа, торакоскопия, дренирование плевральной полости. В S₁ выявлены мелкие буллы на фоне фиброза. Диагностирована локальная буллезная эмфизема верхней доли правого легкого, правосторонний пневмоторакс. Через год (в 15 лет) госпитализирован повторно по поводу перемежающегося пневмоторакса слева. На рентгенограмме органов грудной клетки слева в верхних отделах легочный рисунок не прослеживался, легкое поджато. Произведен торакоцентез, дренирование левой плевральной полости. На контрольной рентгенограмме: оба легких расправлены, жидкости и газа в плевральной полости не выявлено.

Последнее ухудшение наступило в декабре 2012 года, спустя 5 месяцев после предыдущего обострения повторилась внезапная острая боль в грудной клетке справа, появилась одышка. Госпитализирован повторно, произведена операция: видеоассистированная мини­торакотомия справа, атипичная резекция верхней доли правого легкого с буллами, дренирование плевральной полости. На контрольной рентгенограмме: оба легких расправлены, жидкости, газов в плевральной полости нет. Справа апикально небольшие плевральные наслоения. В верхней доле правого легкого цепочки танталовых скрепок. В других отделах легких патологических теней нет. Сердце без изменений.

После выписки из хирургического отделения переведен в детское пульмонологическое отделение, где получал профилактическое лечение по поводу бронхиальной астмы, магне В₆, диетотерапию. В настоящее время состояние пациента удовлетворительное, наблюдается хирургом и пульмонологом.

Таким образом, своевременная диагностика БЭЛ, адекватное хирургическое лечение развивающегося СП, плановое базисное и профилактическое лечение бронхиальной астмы у данного пациента позволили добиться стабильного улучшения состояния его здоровья, не допустить перехода БЭЛ из локальной в генерализованную форму и в итоге вернули пациента к полноценной жизни. Наряду с этим использование препаратов магния как средства патогенетического лечения синдрома дисплазии соединительной ткани может существенно улучшить качество жизни пациента во взрослом возрасте.

Bibliography

1. Жындиров Б.К. Особенности клиники, диагностики и методов лечения буллезной болезни легких, осложненной спонтанным пневмотораксом: Автореф. дис… канд.мед.наук. — Бишкек, 2012. — 19 с.

2. Пахомов Г.Л., Исламбеков Э.С., Исмаилов Д.А. Тактика лечения неспецифического спонтанного пневмоторакса (методические рекомендации). — Ташкент, 2010. — 13 с.

3. Высоцкий А.Г. Буллезная эмфизема легких: этиология, патогенез, классификация // Новости медицины и фармации. Аллергология, пульмонология и иммунология. — 2008.

4. Гринцов Г.А. Роль одномоментных операций в лечении перемежающегося пневмоторакса // Вестник неотложной и восстановительной медицины. — 2008. — Т. 9, № 3. — С. 278­280.

5. Курдюмова Н.В. Спонтанный пневмоторакс и дисплазия соединительной ткани. Фенотипические особенности пациентов // Вестник интенсивной терапии. — 2011. — № 3. — С. 50­54.

6. Афендулов С.А. Хирургическая тактика при спонтанном пневмотораксе // Хирургия: Журнал им. Н.И. Пирогова. — 2010. — № 6. — С. 31­35.

7. Крамаренко Ю.С. Видеоторакоскопия в лечении больных со спонтанным пневмотораксом // Укр. журнал малоінвазивної та ендоскопічної хірургії. — 2003. — Т. 7, № 4.

8. Бачерікова Ю.А. Мініінвазівні торакоскопічні методики при спонтанному пневмотораксі на тлі неспецифічних захворювань легень: Автореф. дис… канд.мед.наук. — Харків, 2009. — 19 с.

9. Аверкина Л.И. Особенности лечебной тактики при спонтанном пневмотораксе у больных с ХОЗЛ // Вестник хирургии им. И.И. Грекова. — 2010. — Т. 169, № 6. — С. 17­21.

10. Лінчевський О.В. Діагностика та лікування спонтанного пневмотораксу: Автореф. дис… канд.мед.наук. — К., 2009. — 16 с.

11. Нестеренко З.В. Дисплазия соединительной ткани — медико­социальный феномен ХХI века // Боль. Суставы. Позвоночник. — 2012. — № 1(05).

12. Нечаева Г.И., Викторова И.А., Громова О.А. и др. Дисплазии соединительной ткани у детей и подростков. Инновационные стационар­сберегающие технологии диагностики и лечения в педиатрии. — М., 2010.

Кафедра терапии, гематологии и трансфузиологии (ФПК и ППВ)

Кафедра терапии, гематологии и трансфузиологии (ФПК и ППВ)

Контактная информация

Адрес : 630051, Новосибирск, 51, 630051, Сибирский федеральный округ, Новосибирская обл., г.Новосибирск, ул.Ползунова 21

Телефон : 2799406 – гематология, 89139490332 – терапия

E-mail : [email protected]

Положение о структурном подразделении

Время работы :

 понедельник – четверг 9-00 – 15-00

пятница – 9-00 – 16-00

суббота – 9-00 – 14-00

Расписание работы сотрудников кафедры

	Пн.	Вт.	Ср.	Чт.	Пт.	Сб.
Поспелова Т.И.	9:00-12:00	9:00-12:00	9:00-12:00	9:00-12:00	9:00-12:00	9:00-12:00
Ковынев И.Б.	9:00-15:00	9:00-15:00	9:00-15:00	9:00-15:00	9:00-15:00	9:00-15:00
Лямкина А.С.	9:00-15:00	9:00-15:00	9:00-15:00	9:00-15:00	9:00-15:00	9:00-15:00
Скворцова Н.В.	9:00-12:00	9:00-12:00	9:00-12:00	9:00-12:00	9:00-12:00	9:00-12:00
Березина О.В.	9:00-15:00	9:00-15:00	9:00-15:00	9:00-15:00	9:00-15:00	9:00-15:00
Гребенюк А.А.	9:00-15:00	9:00-15:00	9:00-15:00	9:00-15:00	9:00-15:00	9:00-15:00
Иванчей О.С.	9:00-15:00	9:00-15:00	9:00-15:00	9:00-15:00	9:00-15:00	9:00-15:00
Тарновский Р.В.	9:00-12:00	9:00-12:00	9:00-12:00	9:00-12:00	9:00-12:00	9:00-12:00
Бабаева Т.Н.	9:00-15:00	9:00-15:00	9:00-15:00	9:00-15:00	9:00-15:00	9:00-15:00
Овчинников В.С.	9:00-16:30	9:00-16:30	9:00-16:30	9:00-16:30	9:00-16:30	9:00-16:30
Хромова О.М.	9.00–12.30	9.00–12.00	9.00–12.00	9.00–12.00	9.00–12.00	9.00–11.30
Наумова Е.Н.	9.00–12.30	9.00–12.00	9.00–12.00	9.00–12.00	9.00–12.00	9.00–11.30
Никольская И.Н.	9.00-16.00	9.00-15.00	9.00-15.00	9.00-15.00	9.00-15.00	9.00-14.00
Светлова И.О.	9.00–12.30	9.00–12.00	9.00–12.00	9.00–12.00	9.00–12.00	9.00–11.30
Ермакова Э.Н.	9.00–10.30	9.00–10.30	9.00–10.30	9.00–10.30	9.00–10.30	9.00–10.30
Клочкова Е.В.	9.00–12.30	9.00–12.00	9.00–12.00	9.00–12.00	9.00–12.00	9.00–11.30
Ирхина И.С.	8.00-14.00	9.00-13.30	9.00-13.30	9.00-13.30	9.00-13.30	9.00 -12.00
Верещагина Г.Н.	9.00–12.30	9.00–12.00	9.00–12.00	9.00–12.00	9.00–12.00	9.00–11.30
Зонова Е.В.	9.00–12.30	9.00–12.00	9.00–12.00	9.00–12.00	9.00–12.00	9.00–11.30
Курилович С.А.	9.00–12.30	9.00–12.00	9.00–12.00	9.00–12.00	9.00–12.00	9.00–11.30
Логвиненко Н.И.	9.00–12.30	9.00–12.00	9.00–12.00	9.00–12.00	9.00–12.00	9.00–11.30
Казаринова Ю.Л.	9.00–10.30	9.00–10.30	9.00–10.30	9.00–10.30	9.00–10.30	9.00–10.30
Аронов Е.А.	9.00–10.30	9.00–10.30	9.00–10.30	9.00–10.30	9.00–10.30	9.00–10.30
Рябиков А.Н.	9.00–10.30	9.00–10.30	9.00–10.30	9.00–10.30	9.00–10.30	9.00–10.30

Время приема :

Зав.кафедрой (д.м.н., профессор Т.И.Поспелова) – понедельник 9.00-16.00, вторник 9.00-14.00

Завуч кафедры (ВПО) (к.м.н., доцент А.С. Лямкина) – понедельник 13.00-15.00

Завуч кафедры (ПДО) (к.м.н., доцент И.Н. Никольская) – понедельник 13.00 – 15.00

Местонахождение

The Apex Beat | Кардио-экзамен

Обзор

• • Как оценить

  • Кончиками пальцев пальпируйте самую нижнюю и боковую точку, в которой сердечный импульс явно пальпируется.

• • Нормальное положение

  • Пятое межреберье по среднеключичной линии.

• • Интерпретация

  • Смещенный верхушечный толчок – пальпируется в подмышечной впадине Кардиомегалия, правосторонний напряженный пневмоторакс
  • Сильный и устойчивый импульс (нагруженный давлением) – без давления – Гипертрофия левого желудочка, поддерживаемый
  9000 (нагруженный объем) Гиперметаболические состояния, аортальная / митральная регургитация, дефект межжелудочковой перегородки
  • Двойной импульс Гипертрофическая кардиомиопатия

Смещенный верхушечный толчок

• • Ощущение пальца пальца.

• • Причины смещения верхушечного толчка

  • Кардиомегалия – идиопатическая, кардиомиопатия, застойная сердечная недостаточность, аортальная регургитация, митральная регургитация, дефект межжелудочковой перегородки
  • 13 Давление
  • 13 Правостороннее давление 900- 10 Загруженный Apex Beat

    • • Feel For

      • Сильный и устойчивый апикальный импульс.

    • • Значимость

      • Признак гипертрофии левого желудочка.

    Объемно-нагруженный Apex Beat

    • • Feel For

      • Сильный и непродолжительный импульс со смещением апекса.

    • • Причины загруженного объема Apex

      • Гиперметаболические состояния
      • Аортальная регургитация
      • Митральная регургитация
      • Дефект межжелудочковой перегородки

    Double Impulse

  • 98 9000
  • 98 Beat Apex Beat Двойная вершина.

• • Значение

  • Признак гипертрофической кардиомиопатии.

——————————————- ————————————————– ————————————————– —————————–

Хотите больше подобной информации?

• Ваш электронный справочник по клинической медицине
• Руководства по сдаче экзаменов
• Инструменты, необходимые каждому студенту-медику
• Быстрые схемы, чтобы получить ответы, быстро
• Тесты для проверки знаний

Зарегистрироваться

Регенерация сердца у взрослых особей Xenopus tropicalis после апикальной резекции | Cell & Bioscience

Сердце взрослого

X.tropicalis демонстрирует способность к быстрой коагуляции крови после резекции желудочка

Модели повреждения апикальной резекции сердца взрослых, использованные в этом исследовании, были созданы путем рассечения примерно 10% ткани желудочка от верхушки сердца (рис. 1a, b, e – g) . Эта резекция повредила стенку желудочка. После резекции немедленно возникло желудочковое кровотечение (рис. 1c), и такое кровотечение можно было остановить, приложив давление стерильной ватой в течение примерно 5 секунд. После лечения кровотечения сердцебиение оставалось нормальным (рис.1г). Протокол, установленный в настоящем исследовании, привел к выживаемости около 91% (выживаемость 59 из 65) после резекции. Кроме того, все X. tropicalis из 60 даар-группы, подвергшиеся резекции, прожили не менее 60 дней.

Сердце взрослого

X. tropicalis имеет способность к регенерации после травмы резекции

Морфология внешнего вида регенерированных сердец X. tropicalis после хирургической травмы была исследована на 0, 1, 2, 4, 8, 16, 30 и 60 даар.К 16 даару внешняя часть сердца выглядела нормальной, что сопровождалось исчезновением воспаления и гиперемии; поврежденная верхушка желудочка сердца также почти зажила (рис. 2a – g). Через 30 дааров большинство экспериментально поврежденных сердец (примерно две трети) регенерировали с идеальной морфологией в форме сердца (рис. 2h), хотя некоторые (примерно одна треть) регенерировали только с морфологией, близкой к сердцевидной (рис. 2h). Рис. 2i). Чтобы исключить возможность того, что почти сердцевидная регенерация была вызвана недостаточным временем регенерации, поврежденные сердца были дополнительно исследованы на 60 даар.Подобно результатам через 30 дааров, мы наблюдали, что часть поврежденного сердца (около двух третей) регенерировалась с идеальной сердцевидной морфологией по внешнему виду (рис. 2j), тогда как примерно одна треть регенерировалась с морфологией, близкой к сердцевидной. (Рис. 2k). Все поврежденные сердца, демонстрирующие идеальную регенерацию в форме сердца, не показали адгезии между регенерированным участком и периферическими тканями, тогда как поврежденные сердца, демонстрирующие регенерацию почти в форме сердца, показали адгезию между регенерированным участком и периферическими тканями (рис.2л).

Рис. 2

Регенерация поврежденного сердца X. tropicalis подтверждается морфологией. a1 Фальшивое контролирующее сердце. Штанга = 1000 мкм (шкала для a1 – k1 ). a2 Конец вершины фиктивного контроля на внешней поверхности. Полоса = 500 мкм (шкала для a2 – k2 ). Изображения иллюстрируют процесс регенерации ампутированного сердца в 0 даар ( b1 , b2 , примерно через 30 минут после резекции), 1 даар ( c1 , c2 ), 2 даара ( d1 , d2). , 4 дааров ( e1 , e2 ), 8 дааров ( f1 , f2 ), 16 дааров ( g1 , g2 ), 30 дааров ( h2 , h3 ; с идеальная морфология регенерации), 30 дааров ( i1 , i2 ; с почти идеальной морфологией регенерации), 60 дааров ( j1 , j2 ; с идеальной морфологией регенерации) и 60 дааров ( k1 , k2 ; с почти идеальной морфологией регенерации). l1 Вид поверхности адгезии между регенерированным участком и периферическими тканями в почти идеальном регенерированном сердце на 60 даар (круг с пунктирной линией). l2 , l3 Окрашивание H&E показывает адгезию между регенерированным участком и периферическими тканями. Увеличенный вид прямоугольника с пунктирной линией из l2 ( l3 ). Произошла адгезия между регенерированным участком и периферическими тканями в сердце, которое регенерировало с морфологией, близкой к сердцевидной.Однако в области между регенерированным миокардом и адгезивной тканью (звездочка) наблюдалась интактная структура эпикарда (маленькие стрелки на , 12, ). Это наблюдение предполагает, что поврежденный миокард сохраняет способность к регенерации с несовершенной морфологией, когда поврежденный миокард поражен спайкой, связанной с воспалением. Шесть лягушек были обследованы на 30 и 60 дааров, а три лягушки – на другие временные точки соответственно

Гистологический анализ выявил некоторые клетки, ассоциированные с воспалением, и эритроциты на проксимальной поверхности раны на 0 дааре (рис.3b1 – b3, 8) по сравнению с неампутированным фиктивным контрольным сердцем (рис. 3a1 – a3). Эритроциты X. tropicalis содержат чистые базофильные ядра и эозинофильную цитоплазму, в то время как воспалительные клетки можно распознать по их выступающим базофильным ядрам и небольшой цитоплазме. Место раны было заполнено сгустком через 1 даар, и внешняя поверхность ткани сгустка имела мембраноподобную структуру с некоторой инфильтрацией воспалительных клеток и внеклеточным матриксом. Многие эритроциты накапливались, образуя слоистую структуру непосредственно под мембранной структурой.Кроме того, многие воспалительные клетки проникли в слой красных кровяных телец (рис. 3c1 – c3, 8). Через 2 дня в сгустке наблюдалась более значительная инфильтрация воспалительных клеток, и большая часть сгустка была заполнена внеклеточным матриксом (рис. 3d1 – d3, 8). На 4 дааре в регенерированной области плотность красных кровяных телец была значительно снижена, и наблюдалась большая инфильтрация воспалительных клеток по сравнению с таковыми на 2 даарах (рис. 3e1 – e3, 8). Через 8 дней большая часть инфильтрированных эритроцитов и воспалительных клеток исчезла в регенерированной области (рис.3f1 – f3, 8). Некоторые кардиомиоциты с делящимися ядрами были обнаружены в пограничной области зоны регенерации (рис. 4а2). На границе регенерированной области были обнаружены многочисленные недавно регенерированные кардиомиоциты, характеризующиеся легким эозинофильным окрашиванием и нерегулярной поперечно-полосатой структурой по сравнению со зрелыми кардиомиоцитами, некоторые из которых характеризовались мигрирующей морфологией в сторону регенерированной области (рис. 4a1 – a3, 6e). К 16 даару большая часть рубцовой ткани была заменена вновь регенерированными кардиомиоцитами, и многие из вновь регенерированных кардиомиоцитов созрели, на что указывает более регулярная кардиоспецифическая поперечно-полосатая морфология (рис.3g1 – g3). Через 30 даар мы обнаружили, что две трети ампутированных сердец (4 из 6) регенерировали с идеальной морфологией, идентичной нормальным контрольным сердцам, а поврежденный миокард регенерировал с нормальной структурой миокарда. Однако одна треть (2 из 6) поврежденного сердца регенерировала с почти идеальной морфологией, которая была почти идентична контрольным сердцам, за исключением образования спаек между новообразованной тканью миокарда и периферической тканью (данные показаны только для 60-летнего возраста). группа дааров, а не группа 30 дааров).В группе идеальной регенерации все ампутированные области были заменены вновь регенерированными зрелыми кардиомиоцитами, на что указывают регулярные полосы. Кроме того, эпикард регенерировал на внешней поверхности (рис. 3h2 – h4). Однако в группе с почти идеальной регенерацией ампутированная область была заменена новыми кардиомиоцитами, которые были более зрелыми по сравнению с регенерированными кардиомиоцитами на 16 даар. Кроме того, в регенерированном миокарде наблюдался интактный эпикар, включающий зону спайки (рис.3i1 – i3). Гистологический анализ группы 60 дааров дополнительно подтвердил, что большинство ампутированных сердец (примерно две трети [4 из 6]) регенерировали с идеальной сердцевидной морфологией (рис. 3j1 – j3), тогда как примерно одна треть ( 2 из 6) регенерировали с морфологией, близкой к сердцевидной (рис. 3k1 – k3). Все ампутированные сердца, регенерированные с морфологией, близкой к сердцевидной, содержат спайки между регенерированным участком и периферическими тканями (рис. 2l1 – 13, 3k1 – k3; данные показаны только для группы 60-даар, а не группы 30-дааров. ), в то время как такая адгезия не наблюдалась в ампутированных сердцах, которые регенерировали с идеальной сердцевидной морфологией (рис.3j1 – j3). Однако во всех группах почти идеальной регенерации (30–60 даар) эпикардиальные структуры наблюдались в регенерированном миокарде и в области между регенерированным миокардом и адгезионной тканью (рис. 2l1 – 13, 3k1 – k3; только данные приведены). для группы 60 дааров, а не группы 30 дааров). Этот результат предполагает, что ампутированный миокард сохранял способность к регенерации в группе с почти идеальной регенерацией, когда на поврежденный миокард воздействовала связанная с воспалением адгезия.Он продемонстрировал, что поврежденный миокард взрослого человека X. tropicalis обладает потенциалом регенерации и способен восстанавливаться в течение примерно 30 дней. Однако адгезия, вызванная воспалением, может повлиять на регенерацию ампутированного миокарда.

Рис. 3

Взрослый X. tropicalis Сердце имеет способность к регенерации после резекции. a1 Продольный срез сердца взрослого человека из фиктивного контроля без ампутации. Бар = 400 мкм. a2 Большое увеличение области, обведенной прямоугольником в a1 .Бар = 100 мкм. a3 Большое увеличение прямоугольной области в a2 . Бар = 20 мкм. b1 – b3 Ампутированное сердце на 0 дааре (примерно через 30 минут после ампутации), показывающее активированное воспаление и гиперемию на границе повреждения. c1 – c3 Ампутированное сердце на 1 дааре, демонстрирующее мембраноподобную структуру (стрелка) рядом с внешней поверхностью рубцовой ткани, которая проявляется инфильтрацией воспалительных клеток и скоплением эритроцитов под мембраноподобной структурой . c2 ‘ Высокая мощность мембраноподобной структуры, состоящей из клеточного или некоторого внеклеточного матрикса. d1 – d3 Ампутированное сердце на 2 дааре, показывающее больше воспалительных клеток в регенерированной области по сравнению с 1 дааром. e1 – e3 Ампутированное сердце на 4 дааре, показывающее увеличение воспалительных клеток и уменьшение красных кровяных телец в регенерированной области по сравнению с 2 даарами. f1 – f3 Ампутированное сердце на 8 даар, показывающее исчезновение большинства инфильтрированных эритроцитов и значительное снижение интенсивности воспалительных клеток в регенерированной области. g1 – g3 Большая часть продукции фиброзной ткани была заменена вновь регенерированными кардиомиоцитами, а некоторые из вновь регенерированных сердечных миоцитов созрели, на что указывает более регулярная кардиоспецифическая поперечно-полосатая морфология на 16 даар ( g3 ′ ). h2 – h4 , i1 – i3 Ампутированное сердце, регенерированное с идеальной морфологией и почти идеальной морфологией через 30 дааров. Ампутированный участок регенерировали зрелыми кардиомиоцитами.Кроме того, регенерированный миокард имеет интактный эпикар (стрелка). j1 –j 3 , k1 – k3 Ампутированное сердце, регенерированное с идеальной морфологией и почти идеальной морфологией на 60 даар. Ампутированный участок регенерировали зрелыми кардиомиоцитами. Неповрежденная структура эпикарда (стрелка) в регенерированном миокарде. R регенерированная зона, B пограничная зона. Белая звезда: показаны эритроциты; Белые стрелки: показаны клетки воспаления.Шесть лягушек были обследованы на 30 и 60 дааров, а три лягушки – на другие временные точки соответственно

Рис. 4

Клеточная пролиферация и мигрирующая морфология кардиомиоцитов при регенерации поврежденного миокарда. a1 Продольный разрез ампутированного сердца 8 даар. R регенерированная зона, B пограничная зона. a2 Большое увеличение большого квадрата с пунктирной линией от a1 .Открытая стрелка: участок эпикарда. Стрелка: кардиомиоциты с делящимися ядрами. Маленький треугольник: регенерированные сердечные миоциты, на что указывает легкое окрашивание H&E, нерегулярная поперечно-полосатая структура и мигрирующая морфология в регенерированном участке. Звездочка: эндогенные зрелые сердечные миоциты, на что указывает интенсивное окрашивание H&E и регулярная поперечно-полосатая структура. a3 Большое увеличение маленького квадрата, обозначенного пунктирной линией в a1 . Открытая стрелка: участок эпикарда.Маленький треугольник: регенерированные кардиомиоциты. b Сравнение плотности сердечных миоцитов α-SA ⁺ / Ph4 ⁺ в разные моменты времени после апикальной ампутации, которые были представлены на рис. 5. * P <0,01 по сравнению с другими группами. ** P <0,01 по сравнению с другими группами, кроме 4-дневной. *** P <0,01 по сравнению с другими группами, кроме 2-дневной. Результаты всех временных точек получены от трех лягушек, соответственно

Пролиферация эндогенных кардиомиоцитов является важным механизмом взрослых

X.tropicalis регенерация сердца

Клеточный механизм, лежащий в основе регенерации сердечной ткани взрослого X. tropicalis , был дополнительно исследован. Двойное флуоресцентное окрашивание Ph4 и альфа-актина скелетных мышц (α-SA ⁺ ) проводили для идентификации митотических кардиомиоцитов. Ph4 маркирует митотические клетки, а α-SA является маркером кардиомиоцитов. Базальный уровень Ph4 ⁺ / α-SA ⁺ -положительных клеток наблюдается в нормальных кардиомиоцитах (рис.4б, 5а1, а2). Однако плотность Ph4 ⁺ / α-SA ⁺ -положительных клеток была значительно увеличена в регенерированной области и около области раны между 4 и 16 даарами. Пик Ph4 ⁺ / α-SA ⁺ -положительных клеток наблюдался между 8 и 16 даарами (рис. 4b, 5f1, f2, g1, g2; P <0,01). Через 4 и 8 дааров в регенерированной области были обнаружены некоторые Ph4 ⁺ / α-SA ⁺ -положительные кардиомиоциты с дезорганизованной морфологией цитоскелета, а также много Ph4 ⁺ / α-SA ⁺ -положительных веретенообразных клеток. были обнаружены в регенерированной области, расположенной в области эпикардиальной ткани (рис.5e1, e2, f1, f2, 6a – d). На 30–60 даар плотность Ph4 ⁺ / α-SA ⁺ -положительных клеток в регенерированном миокарде значительно снизилась (рис. 4b, 5h2, h3, j1, j2). Между 30 и 60 даарами ампутированная область была регенерирована новыми кардиомиоцитами со зрелыми сердечными фенотипами, на что указывает регулярная кардиоспецифическая поперечно-полосатая морфология и окрашивание сердечного тропонина Т (рис. 3h2 – h4, k1 – k3 и дополнительный файл 1: рис. S1h2, h3, J1, J2). Кроме того, гистологические результаты, показанные на фиг.4a и 6e также предполагают, что пролиферация эндогенных кардиомиоцитов играет важную роль в регенерации ампутированной верхушки. Все эти наблюдения предполагают важную роль пролиферации эндогенных кардиомиоцитов во время регенерации поврежденного миокарда взрослого X. tropicalis , и ампутированный миокард регенерировался зрелыми кардиомиоцитами примерно за 30 дней.

Рис. 5

α-SA / Ph4-положительные клетки существуют в пограничной области ампутированного участка и регенерированной области. a1 Продольный разрез апикальной области ложного контроля. Показано большое увеличение квадратной области ( a2 ). Продольные срезы ампутированного сердца на 0 даар ( b1 , b2 ), 1 даар ( c1 , c2) , 2 даара ( d1 , d2 ), 4 даара ( e1 , e2 ), 8 дааров ( f1 , f2 ), 16 дааров ( g1 , g2 ), 30 дааров ( h2 , h3 ; идеальная регенерация), 30 дааров ( i1 , i2 ; почти идеальная регенерация) и 60 дааров ( j1 ; идеальная регенерация ) .Ампутированная верхушка была регенерирована новыми кардиомиоцитами в течение приблизительно 30 дней после ампутации, о чем свидетельствует присутствие многих кардиомиоцитов α-SA ⁺ в регенерированной зоне (область между красной пунктирной линией и белой пунктирной линией). Кроме того, плотность кардиомиоцитов α-SA ⁺ / Ph4 ⁺ в пограничной области регенерированной зоны на 2-8 даар и в регенерированной зоне на 16-30 даар значительно выше, чем в ложной зоне. контроль и в группах 0–2 даара, предполагая, что пролиферация эндогенных кардиомиоцитов в пограничной области ампутированного участка может быть важным механизмом регенерации поврежденного миокарда. α-SA альфа актин скелетных мышц, Ph4 фосфогистон h4, DAPI 4 ‘, 6-диамидино-2-фенилиндол. Белая стрелка: ядро ​​Ph4 ⁺ . Белая пунктирная линия, внешняя поверхность эпикарда. Область между красной пунктирной линией и белой пунктирной линией, регенерированная область после ампутации. 30-даар-н: ампутированное сердце с почти идеальной регенерацией за 30 даар. Штанга в a1 – j1 = 50 мкм. Штанга в a2 – j2 = 10 мкм. Шесть лягушек были обследованы на 30 и 60 дааров, а три лягушки – на другие временные точки соответственно

Фиг.6

Иммунофлуоресцентное окрашивание в сочетании с окрашиванием H&E указывает на пролиферацию сердечных миоцитов во время регенерации. a , b Иммунофлуоресцентное окрашивание для α-SA ⁺ ( a ) и Ph4 ⁺ ( b ) в том же участке регенерированной зоны на 8 даар. Ядра контрастировали DAPI ( c ). Наложенное изображение показано в ( d ). e Окрашивание H&E среза от размера, близкого к A.Длинная стрелка и мелкая пунктирная линия: внешняя поверхность эпикарда. Короткая стрелка: недавно регенерированные кардиомиоциты α-SA ⁺ / Ph4 ⁺ ( a – d ) и недавно регенерированные кардиомиоциты при окрашивании H&E ( e ). Маленький треугольник: зрелые α-SA ⁺ / Ph4 ⁺ сердечные миоциты. Звездочка: зрелые сердечные миоциты с правильной поперечно-полосатой структурой. Черная стрелка с пунктирной линией: мигрирующая морфология кардиомиоцитов ( e ).Большая белая черная пунктирная линия: граница регенерированной зоны. R регенерированная зона, B пограничная зона. Результаты получены от трех животных

Регенерация травмированного взрослого человека

X. tropicalis Сердце почти без рубцов

Образование рубцов является препятствием для идеальной регенерации миокарда млекопитающих. Временное образование фиброзной ткани наблюдали во время регенерации миокарда у X. tropicalis .Результаты, полученные с помощью окрашивания трихромом по Массону, показали, что отложение коллагена и образование фиброзной ткани присутствовали в регенерированной области при 0–16 даар (рис. 7a1 – a3, g1 – g3, 8). Наибольшая интенсивность образования фиброзной ткани была обнаружена через 4 даара, после чего продукция фиброзной ткани постепенно снижалась с 8 до 30 дааров (рис. 7e1 – e3, i1 – i3, 8). На 30 даар фиброзная структура редко наблюдалась в полностью регенерированном миокарде (рис. 7h2 – h4, i1 – i3, 8). Это наблюдение было дополнительно подтверждено через 60 дааров, когда фиброзная ткань редко обнаруживалась в регенерированном миокарде в регенерированных сердцах идеальной или почти сердцевидной формы.Кроме того, в регенерированных сердцах, имеющих форму сердца, фиброзная ткань обнаруживается только в периферической адгезионной ткани, а не в регенерированном миокарде (Рис. 7j1 – j3, k1 – k3). Взятые вместе, травмированная ткань сердца взрослого человека X. tropicalis демонстрирует высокую степень регенерационной способности и может регенерировать миокард почти без рубцов.

Рис. 7

Регенерация поврежденного сердца взрослого X. tropicalis проходит почти без рубцов. a1 Продольный разрез сердца взрослого человека из фиктивного контроля.Полоса = 400 мкм (шкала для a1 – k1 ). a2 Большое увеличение прямоугольника с пунктирной линией от a1 . Полоса = 100 мкм (шкала для a2 – k2 ). a3 Большое увеличение прямоугольника с пунктирной линией от a2 . Полоса = 20 мкм (шкала для a3 – k3 ). Продольные срезы от ампутированного сердца на 0 даар ( b1 – b3 ), 1 даар ( c1 – c3 ), 2 даара ( d1 – d3 ), 4 даара ( e1 – e3 ), 8 дааров ( F1 – f3 ), 16 дааров ( g1 – g3) , 30 дааров ( h2 – h4 ; регенерированное ампутированное сердце с идеальной морфологией), 30 даар ( i1 – i3 ; регенерированное ампутированное сердце с почти идеальной морфологией), 60 даар ( j1 – j3 ; ампутированное сердце, регенерированное с идеальной морфологией ) и 60 даар ( k1 – k3 ; регенерированное ампутированное сердце с почти идеальной морфологией).Фиброзоподобные структуры окрашены в синий цвет. В регенерированных сердцах с почти идеальной морфологией фиброзоподобные структуры наблюдались только в адгезионной ткани, но не в регенерированном миокарде между 30 и 60 даар. B пограничная зона. R регенерированная площадь. Шесть лягушек были обследованы на 30 и 60 дааров, а три лягушки – на другие временные точки соответственно

Рис. 8

Динамика инфильтрации эритроцитов и воспаления, а также фиброза во время регенерации ампутированного миокарда. a Изображения представляют различные степени инфильтрации красных кровяных телец и клеток воспаления, а также образование фиброзной ткани во время регенерации сердца. b Сравнение динамики инфильтрации эритроцитов и воспалительных клеток и образования фиброзной ткани

Количественное исследование клеточных событий в апикальной меристеме побегов Brassica Campestris (Cruciferae) во время перехода от вегетативного к репродуктивному состоянию на JSTOR

Abstract

Вегетативные растения зацвели к 16-часовому дню.Апикальные почки собирали с интервалами в течение нескольких фаз развития до 63 часов. Стереологический анализ и изучение митотического индекса проводили на срединных продольных срезах апикальных меристем побегов. Повышение митотического индекса происходило между 12 и 24 часами в центральной, периферической и меристемной зонах питриб. Перед стадией цветения повторное увеличение митотического индекса наблюдалось в периферической и центральной зонах, но не в зоне сердцевинной меристемы. Значительный рост апикального объема, количества клеток, высоты и ширины начался на переходной стадии и продолжился до стадии цветения. Значительные коэффициенты корреляции наблюдались между этими апикальными параметрами. Относительный объем и популяция клеток в каждой зоне оставались постоянными от вегетативной к репродуктивной. сцена.Объемная доля, занимаемая ядром и ядрышком, оставалась постоянной в каждой зоне в течение того же периода времени. В каждой зоне объем ядра достоверно коррелировал с объемом ядрышка. Похоже, что верхушка перед соцветием больше, но структурно похожа на вегетативную верхушку.

Journal Information

Издается Ботаническим обществом Америки непрерывно с 1914 года. Американский журнал ботаники (AJB) является ведущим исследовательским журналом Общества.AJB публикует рецензируемые, инновационные, важные исследования, представляющие интерес для широкой аудитории ученых во всех областях биологии растений (например, биоразнообразие, структура, функции, развитие, генетика, эволюция, воспроизводство, систематика), всех уровнях организации (молекулярная экосистемы), а также все группы растений и родственные им организмы (цианобактерии, водоросли, грибы и лишайники).

Информация для издателя

Wiley – глобальный поставщик контента и решений для рабочих процессов с поддержкой контента в областях научных, технических, медицинских и научных исследований; профессиональное развитие; и образование.Наши основные направления деятельности выпускают научные, технические, медицинские и научные журналы, справочники, книги, услуги баз данных и рекламу; профессиональные книги, продукты по подписке, услуги по сертификации и обучению и онлайн-приложения; образовательный контент и услуги, включая интегрированные онлайн-ресурсы для преподавания и обучения для студентов и аспирантов, а также для учащихся на протяжении всей жизни. Основанная в 1807 году компания John Wiley & Sons, Inc. уже более 200 лет является ценным источником информации и понимания, помогая людям во всем мире удовлетворять свои потребности и воплощать в жизнь их чаяния.Wiley опубликовал работы более 450 лауреатов Нобелевской премии во всех категориях: литература, экономика, физиология и медицина, физика, химия и мир. Wiley поддерживает партнерские отношения со многими ведущими мировыми обществами и ежегодно издает более 1500 рецензируемых журналов и более 1500 новых книг в печатном виде и в Интернете, а также базы данных, основные справочные материалы и лабораторные протоколы по предметам STMS. Благодаря растущему предложению открытого доступа, Wiley стремится к максимально широкому распространению и доступу к публикуемому контенту, а также поддерживает все устойчивые модели доступа.Наша онлайн-платформа, Wiley Online Library (wileyonlinelibrary.com), является одной из самых обширных в мире междисциплинарных коллекций онлайн-ресурсов, охватывающих жизнь, здоровье, социальные и физические науки и гуманитарные науки.

Произошла ошибка при настройке вашего пользовательского файла cookie

Произошла ошибка при настройке вашего пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с вашим системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Секреторный аппарат альвеол, адаптированный к паразитической инвазии клетки-хозяина

1.

Dubremetz, J. F. Rhoptries являются основными участниками Toxoplasma gondii инвазии и взаимодействия клеток-хозяев. Cell Microbiol. 9 , 841–848 (2007).

CAS PubMed Google Scholar

2.

Бутройд, Дж. К. и Дубремец, Дж. Ф. Поцелуй и плевок: двойная роль Toxoplasma rhoptries. Nat. Rev. Microbiol. 6 , 79–88 (2008).

CAS PubMed Google Scholar

3.

Carruthers, V. B. & Sibley, L. D. Последовательная секреция белка из трех отдельных органелл Toxoplasma gondii сопровождает инвазию человеческих фибробластов. Eur. J. Cell Biol. 73 , 114–123 (1997).

CAS PubMed Google Scholar

4.

Френаль, К., Дубремец, Дж. Ф., Лебрен, М. и Солдати-Фавр, Д. Скользящая подвижность способствует вторжению и выходу в Apicomplexa. Nat. Rev. Microbiol. 15 , 645–660 (2017).

CAS PubMed Google Scholar

5.

Бестейро, С., Дубремец, Дж. Ф. и Лебрун, М. Подвижное соединение апикомплексных паразитов: ключевая структура для инвазии. Cell Microbiol. 13 , 797–805 (2011).

CAS PubMed Google Scholar

6.

Ито Д., Шурек М. А. и Десаи С. А. Существенный комплекс двойной функции опосредует инвазию эритроцитов и опосредованное каналом поглощение питательных веществ у малярийных паразитов. eLife 6 , e23485 (2017).

PubMed PubMed Central Google Scholar

7.

Counihan, N.A. et al. Plasmodium falciparum паразиты внедряют Rhoph3 в эритроцит хозяина для получения питательных веществ, роста и размножения. eLife 6 , e23217 (2017).

PubMed PubMed Central Google Scholar

8.

Nguitragool, W. et al. Гены малярийного паразита clag3 определяют опосредованное каналом поглощение питательных веществ инфицированными эритроцитами. Cell 145 , 665–677 (2011).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

9.

Hakimi, M.-A., Olias, P. & Sibley, L.D. Toxoplasma эффекторов, нацеленных на передачу сигналов и транскрипцию хозяина. Clin. Microbiol. Ред. 30 , 615–645 (2017).

PubMed PubMed Central Google Scholar

10.

Сингх С., Алам М. М., Пал-Бхоумик И., Бжостовски Дж. А. и Читнис К. Е. Четкие внешние сигналы запускают последовательное высвобождение апикальных органелл во время инвазии эритроцитов малярийными паразитами. PLoS Pathog. 6 , e1000746 (2010).

PubMed PubMed Central Google Scholar

11.

Kessler, H. et al. Белок Microneme 8 – новый важный фактор инвазии в Toxoplasma gondii . J. Cell Sci. 121 , 947–956 (2008).

CAS PubMed Google Scholar

12.

Николс, Б.А., Чиаппино, М.Л. и О’Коннор, Г. Р. Секреция роттрий Toxoplasma gondii во время инвазии клеток-хозяев. J. Ultrastruct. Res. 83 , 85–98 (1983).

CAS PubMed Google Scholar

13.

Coleman, B. I. et al. Член семейства сенсоров ферлина кальция необходим для секреции rhoptry Toxoplasma gondii . mBio 9 , e01510-18 (2018).

PubMed PubMed Central Google Scholar

14.

Suarez, C. et al. Липидсвязывающий белок опосредует выделение и инвазию паразитов Plasmodium falciparum и Toxoplasma gondii . Nat. Commun. 10 , 4041 (2019).

PubMed PubMed Central Google Scholar

15.

Ценг Т. Т., Тайлер Б. М. и Сетубал Дж. С. Системы секреции белка в ассоциациях бактерия-хозяин и их описание в Онтологии генов. BMC Microbiol. 9 , S2 (2009).

PubMed PubMed Central Google Scholar

16.

Gubbels, M.-J. & Duraisingh, M. T. Эволюция апикомплексных секреторных органелл. Внутр. J. Parasitol. 42 , 1071–1081 (2012).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

17.

Plattner, H. Trichocysts – Снарядоподобные секреторные органеллы Paramecium : переоценка их биогенеза, состава, внутриклеточного транспорта и возможных функций. J. Eukaryot. Microbiol. 64 , 106–133 (2017).

CAS PubMed Google Scholar

18.

Платтнер, Х., Миллер, Ф. и Бахманн, Л. Мембранные специализации в виде регулярных участков прикрепления мембраны к мембране в Paramecium . Коррелированный анализ замораживания-травления и ультратонких срезов. J. Cell Sci. 13 , 687–719 (1973).

CAS PubMed Google Scholar

19.

Knoll, G., Braun, C. и Plattner, H. Анализ экзоцитоза с тушением потока в клетках Paramecium : динамика, изменения в структуре мембраны и потребности в кальции, выявленные после быстрого смешивания и быстрого замораживания интактных клеток. J. Cell Biol. 113 , 1295–1304 (1991).

CAS PubMed Google Scholar

20.

Дубремец, Дж. Ф. и Торпье, Дж. Изучение разрушения при замораживании пленки спорозоитов Эймера (Protozoa, Coccidia). J. Ultrastruct. Res. 62 , 94–109 (1978).

CAS PubMed Google Scholar

21.

Porchet, E. & Torpier, G. [Исследование переломов путем замораживания инфекционных стадий Toxoplasma и Sarcocystis (перевод автора)]. Z. Parasitenkd. 54 , 101–124 (1977).

CAS PubMed Google Scholar

22.

Porchet-Hennere, E. & Nicolas, G. Действительно ли рооптрии кокцидий являются экструзомами? J. Ultrastruct. Res. 84 , 194–203 (1983).

CAS PubMed Google Scholar

23.

Dubremetz, J. F. & Entzeroth, R. in Advances in Cell and Molecular Biology of Membranes , Vol. 2A (Мембранный трафик у простейших) (ред. Тартаков А. М. и Платтнер Х.) 83–98 (Elsevier Science, 1993).

24.

Лефорт-Тран, М., Ауфдерхайде, К., Пуфил, М., Россиньол, М. и Бейссон, Дж. Контроль экзоцитотических процессов: цитологические и физиологические исследования мутантов трихоцисты у Paramecium tetraurelia . J. Cell Biol. 88 , 301–311 (1981).

CAS PubMed Google Scholar

25.

Бейссон, Дж., Лефорт-Тран, М., Пуфил, М., Россиньол, М. и Сатир, Б. Генетический анализ мембранной дифференцировки у Paramecium .Изучение замораживания-перелома цикла трихоцисты у штаммов дикого типа и мутантных штаммов. J. Cell Biol. 69 , 126–143 (1976).

CAS PubMed Google Scholar

26.

Gogendeau, D., Keller, A. M., Yanagi, A., Cohen, J. & Koll, F. Nd6p, новый белок с RCC1-подобными доменами, участвующий в экзоцитозе в Paramecium tetraurelia . Эукариот. Ячейка 4 , 2129–2139 (2005).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

27.

Froissard, M., Keller, A. M. & Cohen, J. ND9P, новый белок с Armadillo-подобными повторами, участвующими в экзоцитозе: физиологические исследования с использованием аллельных мутантов в Paramecium . Генетика 157 , 611–620 (2001).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

28.

Skouri, F. & Cohen, J. Генетический подход к регулируемому экзоцитозу с использованием функциональной комплементации в Paramecium : идентификация гена ND7 , необходимого для слияния мембран. Mol. Биол. Ячейка 8 , 1063–1071 (1997).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

29.

Froissard, M., Keller, A. M., Dedieu, J. C. & Cohen, J. Новые белки секреторных везикул, необходимые для слияния мембран, демонстрируют домены внеклеточного матрикса. Трафик 5 , 493–502 (2004).

CAS PubMed Google Scholar

30.

Паредес-Сантос, Т. К., де Соуза, В. и Аттиас, М. Динамика и трехмерная организация секреторных органелл Toxoplasma gondii . J. Struct. Биол. 177 , 420–430 (2012).

CAS PubMed Google Scholar

31.

Sidik, S. M. et al. Полногеномный CRISPR-скрининг в Toxoplasma идентифицирует важные апикомплексные гены. Ячейка 166 , 1423–1435 (2016).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

32.

Long, S. et al. Кальмодулин-подобные белки, локализованные в коноиде, регулируют подвижность и клеточную инвазию с помощью Toxoplasma gondii . PLoS Pathog. 13 , e1006379 (2017).

PubMed PubMed Central Google Scholar

33.

Meissner, M., Schluter, D. & Soldati, D.Роль миозина A Toxoplasma gondii A в движении паразитов и инвазии клеток-хозяев. Наука 298 , 837–840 (2002).

CAS PubMed Google Scholar

34.

Sheiner, L. et al. Систематический скрининг для обнаружения и анализа белков апикопласта определяет консервативный и важный фактор импорта белка. PLoS Pathog. 7 , e1002392 (2011).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

35.

Lamarque, M.H. et al. Пластичность и избыточность среди пар AMA – RON обеспечивают проникновение в хозяйскую клетку паразитов Toxoplasma . Nat. Commun. 5 , 4098 (2014).

CAS PubMed Google Scholar

36.

Коши А.А. и др. Toxoplasma , секретирующая рекомбиназу Cre для анализа взаимодействий паразит-хозяин. Nat. Методы 7 , 307–309 (2010).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

37.

Collins, C.R. et al. Сильная индуцибельная активность Cre-рекомбиназы у малярийного паразита человека Plasmodium falciparum обеспечивает эффективное удаление гена в рамках одного цикла бесполого роста эритроцитов. Mol. Microbiol. 88 , 687–701 (2013).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

38.

Zhang, M. et al. Раскрытие основных генов паразита малярии человека Plasmodium falciparum путем мутагенеза насыщения. Наука 360 , eaap7847 (2018).

PubMed PubMed Central Google Scholar

39.

Briguglio, J. S., Kumar, S. & Turkewitz, A. P. Рецепторы лизосомного сортировки необходимы для биогенеза секреторных гранул в Tetrahymena . J. Cell Biol. 203 , 537–550 (2013).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

40.

Mueller, C. et al. Белок Toxoplasma ARO опосредует апикальное расположение органелл рооптри, что является предпосылкой для инвазии клеток-хозяев. Клеточный микроб-хозяин 13 , 289–301 (2013).

CAS PubMed Google Scholar

41.

Beisson, J., Cohen, J., Lefort-Tran, M., Pouphile, M. & Rossignol, M. Контроль слияния мембран при экзоцитозе. Физиологические исследования мутанта Paramecium , заблокированного на последней стадии процесса экструзии трихоцисты. J. Cell Biol. 85 , 213–227 (1980).

CAS PubMed Google Scholar

42.

Bonnemain, H., Gulik-Krzywicki, T., Grandchamp, C. & Cohen, J. Взаимодействия между генами, участвующими в слиянии экзоцитотических мембран в Paramecium . Genetics 130 , 461–470 (1992).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

43.

Varghese, T. Тонкая структура эндогенных стадий Eimeria labbeana . I. Мерозоиты первого поколения. J. Protozool. 22 , 66–71 (1975).

CAS PubMed Google Scholar

44.

Sheffield, H.G. Исследование пролиферативной формы Besnoitia jellisoni с помощью электронного микроскопа. . J. Parasitol. 52 , 583–594 (1966).

CAS PubMed Google Scholar

45.

Perkins, F.O. Зооспоры возбудителя устриц, Dermocystidium marinum . I. Тонкое строение коноида и других спорозоидных органелл. J. Parasitol. 62 , 959–974 (1976).

Google Scholar

46.

El Hajj, H. et al. Молекулярные сигналы при транспортировке белка Toxoplasma gondii MIC3 к микронемам. Эукариот. Ячейка 7 , 1019–1028 (2008).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

47.

Collins, C. R., Withers-Martinez, C., Hackett, F. & Blackman, M. J. Ингибирующее антитело блокирует взаимодействия между компонентами механизма малярийной инвазии. PLoS Pathog. 5 , e1000273 (2009).

PubMed PubMed Central Google Scholar

48.

Burghaus, P.A. & Holder, A. A. Экспрессия 19-килодальтонного карбоксиконцевого фрагмента мерозоитного поверхностного белка-1 Plasmodium falciparum в Escherichia coli в виде правильно свернутого белка. Mol. Биохим. Паразитол. 64 , 165–169 (1994).

CAS PubMed Google Scholar

49.

Douki, J. B. et al. Адгезия нормальных эритроцитов и эритроцитов, инфицированных кольцом Plasmodium falciparum, к эндотелиальным клеткам и плаценте включает производный от роптрии белок-2 кольцевой поверхности. Кровь 101 , 5025–5032 (2003).

CAS PubMed Google Scholar

50.

Schindelin, J. et al. Фиджи: платформа с открытым исходным кодом для анализа биологических изображений. Nat. Методы 9 , 676–682 (2012).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

51.

Cerede, O. et al. Синергетическая роль микронемных белков в вирулентности Toxoplasma gondii . J. Exp. Med. 201 , 453–463 (2005).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

52.

Branton, D. et al. Номенклатура замораживания-травления. Наука 190 , 54–56 (1975).

CAS PubMed Google Scholar

53.

Knuepfer, E., Napiorkowska, M., van Ooij, C. & Holder, A. A. Создание условных нокаутов генов в Plasmodium – инструментарий для получения стабильных линий паразитов, экспрессирующих рекомбиназу DiCre, с использованием CRISPR / Cas9. Sci. Отчет 7 , 3881 (2017).

PubMed PubMed Central Google Scholar

54.

Iancu, C.V. et al. Подготовка проб для электронной криотомографии с помощью Vitrobot. Nat. Protoc. 1 , 2813–2819 (2006).

CAS PubMed Google Scholar

55.

Мастронард, Д. Н. Автоматизированная электронно-микроскопическая томография с надежным прогнозированием движений образца. J. Struct. Биол. 152 , 36–51 (2005).

PubMed Google Scholar

56.

Кремер, Дж. Р., Мастронарде, Д. Н. и Макинтош, Дж. Р. Компьютерная визуализация данных трехмерного изображения с использованием IMOD. J. Struct. Биол. 116 , 71–76 (1996).

CAS PubMed Google Scholar

57.

Lebrun, M. et al. Во время инвазии Toxoplasma gondii белок Rhoptry Neck RON4 перемещается в подвижное соединение. Cell Microbiol. 7 , 1823–1833 (2005).

CAS PubMed Google Scholar

58.

Skorupa, A. et al. Ангиогенин вызывает модификации секретома астроцитов: отношение к боковому амиотрофическому склерозу. J. Proteom. 91 , 274–285 (2013).

CAS Google Scholar

59.

Cox, J. & Mann, M. MaxQuant обеспечивает высокую скорость идентификации пептидов, индивидуализированную p.p.b.-диапазон точности масс и протеомный количественный анализ. Nat. Biotechnol. 26 , 1367–1372 (2008).

CAS PubMed Google Scholar

60.

Cox, J. et al. Andromeda: поисковая машина пептидов, интегрированная в среду MaxQuant. J. Proteome Res. 10 , 1794–1805 (2011).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

61.

Тянова С.С. и соавт. Вычислительная платформа Perseus для всестороннего анализа (проте )омических данных. Nat. Методы 13 , 731–740 (2016).

CAS PubMed Google Scholar

62.

Perez-Riverol, Y. et al. База данных PRIDE и связанные с ней инструменты и ресурсы в 2019 году: улучшение поддержки количественных данных. Nucleic Acids Res. 47 , D442 – D450 (2019).

CAS PubMed Google Scholar

63.

Wilson, D., Madera, M., Vogel, C., Chothia, C. & Gough, J. База данных SUPERFAMILY в 2007 году: семейства и функции. Nucleic Acids Res. 35 , D308 – D313 (2007).

CAS PubMed Google Scholar

64.

Hadjebi, O., Casas-Terradellas, E., Garcia-Gonzalo, F. R. & Rosa, J. L. Суперсемейство RCC1: от генов до функции и до болезни. Biochim. Биофиз. Acta 1783 , 1467–1479 (2008).

CAS PubMed Google Scholar

Пять остатков в апикальной петле субъединицы F2 слитого белка респираторно-синцитиального вируса критичны для его активности слияния опосредования как слияния вирус-мишеней клеточной мембраны, чтобы инициировать инфекцию, так и слияния клетка-клетка, даже в отсутствие прикрепленного гликопротеина.Белок F первоначально экспрессируется в форме предшественника, функциональные возможности которого активируются протеолизом в двух сайтах между субъединицами F

₁ и F ₂ . Это расщепление приводит к экспрессии метастабильной и высокоэнергетической префузионной конформации. Чтобы обеспечить слияние, белок F запускается неизвестным стимулом, в результате чего субъединица F ₁ резко перестраивается, в то время как F ₂ изменяется минимально. Предполагая, что наиболее вероятным сайтом взаимодействия с компонентом клетки-мишени будет верхушка или вершина белка, мы определили важность остатков в апикальной петле F ₂ с помощью анализа мутагенеза с аланиновым сканированием.Пять остатков не имели значения, два имели промежуточное значение, а все четыре лизина и один изолейцин были важны. Замена аланина не приводила к потере конформации пре-F ни для одного из этих мутантов. Каждому из четырех лизинов требовался определенный заряд для функции слияния. Замена трех основных лизинов на аланин при подъеме к верхушке препятствует слиянию после события принудительного слияния, указывая на то, что эти остатки участвуют в рефолдинге. Мутации аланина в Ile64, также на подъеме к вершине, и Lys75 не предотвращают слияние после принудительного запуска, указывая тем самым, что эти остатки не участвуют в рефолдинге и могут вместо этого участвовать в естественном запуске белка F.

ВАЖНОСТЬ RSV заражает практически каждого ребенка в возрасте до 3 лет, вызывая почти 33 миллиона острых инфекций нижних дыхательных путей (ALRI) во всем мире каждый год у детей в возрасте до 5 лет (H. Nair et al., Lancet 375). : 1545–1555, 2010). RSV также является второй ведущей причиной смерти пожилых людей, связанной с респираторной системой (AR Falsey and EE Walsh, Drugs Aging 22: 577–587, 2005; AR Falsey, PA Hennessey, MA Formica, C. Cox, and EE Walsh, N Engl J Med 352: 1749–1759, 2005).Моноклональные антитела паливизумаб одобрены для профилактического применения у некоторых младенцев из группы риска, но здоровые младенцы остаются незащищенными. Кроме того, его стоимость ограничивает его использование в первую очередь развитыми странами. Никакие вакцины или эффективные низкомолекулярные препараты не одобрены для предотвращения болезней или лечения инфекций (H. M. Costello, W. Ray, S. Chaiwatpongsakorn и M. E. Peeples, Infect Disord Drug Targets, 12: 110–128, 2012). Существенные остатки, идентифицированные в апикальном домене F ₂ , примыкают к апикальной части F ₁ , которая при запуске повторно складывается в структуру длинного гептадного повтора A (HRA) со слитым пептидом на его N-конце.Эти существенные остатки в F ₂ , вероятно, участвуют в запуске и / или рефолдинге белка F и, как таковые, могут быть идеальными мишенями для разработки противовирусных препаратов.

ВВЕДЕНИЕ

Слитый (F) гликопротеин респираторно-синцитиального вируса (RSV), который встроен в мембрану вириона, опосредует слияние вирусной оболочки и клеточной мембраны и является основной мишенью нейтрализующих антител во время естественной инфекции (1). ). Таким образом, он входит в состав большинства вакцин, разрабатываемых в настоящее время.Белок F также является основной мишенью для разработки противовирусных препаратов (2–4). Энфувиртид, ингибитор слияния ВИЧ, оказался успешным в лечении ВИЧ-инфекций (5), что позволяет предположить, что ингибиторы слияния могут быть эффективными при блокировании инфекций, вызываемых другими вирусами. Лучшее понимание процесса слияния RSV может помочь в рациональном дизайне новых низкомолекулярных препаратов, нацеленных на белок F.

Белок F, слитый белок класса I, продуцируется как предшественник, F ₀ , который протеолитически расщепляется дважды фурином во время прохождения через аппарат Гольджи.Расщепления высвобождают пептид из 27 остатков, pep27, и в результате образуются две субъединицы, F ₁ и F ₂ , которые связаны двумя дисульфидными связями. Фурин-опосредованное расщепление также обнаруживает высокогидрофобный слитый пептид на N-конце F ₁ , который защищен от внешнего гидрофильного окружения, находясь внутри гидрофобной полости эктодомена (6). Активный белок F, присутствующий на поверхности вирионов и инфицированных клеток, находится в метастабильной высокоэнергетической префузионной (пре-F) конформации.

После неустановленного триггерного события пре-F свертывается, обнажая слитый пептид и вставляя его в мембрану клетки-мишени. Теперь удлиненная молекула складывается в складку, образуя белок F (post-F) после слияния с шестью спиралями, процесс, который объединяет вирион и мембраны клеток-мишеней, инициируя слияние мембран (7). Слияние мембраны вириона с мембраной клетки-мишени приводит к высвобождению содержимого вириона в цитоплазму, начиная жизненный цикл вируса.Если вместо этого белок F экспрессируется в однослойных клетках, слияние с плазматическими мембранами соседних клеток приводит к синцитию, многоядерной клетке (8).

RSV, как и большинство других пневмовирусов и парамиксовирусов, опосредует слияние при нейтральном pH (9). Слитые белки парамиксовируса, такие как белки вируса парагриппа 5 (PIV5), вируса кори и вируса Нипах, взаимодействуют со своим гомотипическим вирусным белком прикрепления (HN, H или G). Это взаимодействие участвует в запуске слитых белков и в большинстве случаев является существенным (10–12).Однако вирионы RSV, лишенные гликопротеина прикрепления (G), являются инфекционными (13, 14), что указывает на то, что RSV использует более прямой механизм запуска белка F, который не требует его гомотипического белка прикрепления. Кроме того, когда только белок F временно экспрессируется в однослойных клетках, он вызывает слияние клеток (8), подтверждая, что белок F может опосредовать слияние отдельно. Следовательно, белок F RSV не похож на большинство белков парамиксовируса F, которым для функционирования необходим контакт с партнерским белком прикрепления вируса (11, 15-17).Когда он находится рядом с мембраной-мишенью, белок F RSV, по-видимому, с большей вероятностью запускается при контакте с белком клеточной поверхности, гликаном или липидом; однако самопроизвольное срабатывание F действительно происходит, и этого может быть достаточно для входа. Было показано, что белок F взаимодействует с клеточными молекулами протеогликанов гепарансульфата, Toll-подобным рецептором 4 (TLR-4), нуклеолином, рецептором эпидермального фактора роста (EGFR) и ICAM-1 (18–22).

Кристаллические структуры эктодоменов RSV pre-F (23) и post-F (24, 25) позволили предсказать структурные изменения, необходимые для перехода от одного к другому, а также возможные точки инициирования триггера.Простая гипотеза состоит в том, что дистальная часть мембраны белка F взаимодействует с клеточной молекулой, чтобы инициировать запуск. Вершина пре-F состоит из двух неструктурированных петель с дисульфидными связями: одна от субъединицы F ₂ и одна от субъединицы F ₁ . Петля F ₂ , которая следует за α1-спиралью F ₂ , оптимально расположена для межмолекулярного взаимодействия и содержит несколько заряженных остатков, некоторые из которых являются несбалансированными поверхностными зарядами, которые могут участвовать в ионных взаимодействиях (рис.1). Более того, эта апикальная петля F ₂ существенно не реструктурируется во время конформационного изменения на пост-F форму. Однако соседняя петля F ₁ преобразуется из неструктурированной петли в форме pre-F в α-спираль в форме post-F, как и петли, которые соединяют три N-концевых α-спирали и обе β-тяжи. На крайнем N-конце этой теперь очень длинной α-спирали находится слитый пептид, который вставляется в мембрану клетки-мишени, чтобы инициировать слияние.

Фиг.1.

Апикальный домен мономера белка pre-F RSV. Показано мономерное представление апикального домена белка pre-F RSV (Protein Data Bank [PDB], запись 5EA4) (48), с субъединицей F ₂ светло-синим цветом и субъединицей F ₁ светло-зеленым. . Мономер ориентирован так, чтобы вершина находилась наверху. Апикальная неструктурированная петля субъединицы F ₂ (остатки с 62 по 75) представлена ​​темно-синим цветом, а ее последовательность показана внизу. Консервативная дисульфидная связь в исследуемой области показана желтым цветом, а боковые цепи смоделированы в виде стержня.

В настоящем исследовании мы исследовали 12 остатков (фиг. 1) из этой петли F ₂ с использованием аланинового сканирующего мутагенеза. Замена четырех из пяти незаряженных остатков не оказала отрицательного влияния на функцию белка F при слиянии клетки-клетки, заменяющем слияние вирион-клетка. Однако замена пяти других остатков резко ингибировала функцию белка F. Четыре из этих остатков являются заряженными, и для функционирования всех четырех из них требуется собственный заряд. Кроме того, два мутанта – мутанты I64A и K75A – были способны опосредовать слияние при обходе естественного запуска, в то время как три – мутанты K65A, K66A и K68A – нет, что указывает на функциональные различия между этими незаменимыми аминокислотами.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Чтобы исследовать функции 12 остатков в апикальной петле F ₂ белка F RSV, мы индивидуально заменили каждый на аланин. Единственными исключениями были Ala74, который уже является аланином, и Cys69, что привело бы к потере одной из двух дисульфидных связей между F ₁ и F ₂ . Эта дисульфидная связь полностью законсервирована во всех белках парамиксовируса F, и ее потеря, вероятно, изменила бы структуру этого участка, если не всего белка.

Протеолитический процессинг мутантов RSV F. Белок RSV F продуцируется как предшественник, F ₀ , который расщепляется на двух сайтах фурина во время прохождения через аппарат Гольджи – сайт 1 (RARR) и сайт 2 (KKRKRR) – высвобождая пептид из 27 остатков, pep27. Этот протеолитический процессинг необходим для тримеризации и функционирования белка F (26, 27). Два оставшихся фрагмента белка F, трансмембранная субъединица F ₁ и N-концевая субъединица F ₂ , связаны двумя дисульфидными связями.

Для определения эффективности расщепления мутантов F RSV лизировали клетки 293T, временно экспрессирующие каждый мутант белка F, и проводили SDS-PAGE на лизатах цельных клеток. Иммуноблоттинг в ближней инфракрасной области (NIR) использовали для количественной оценки полос для каждого мутанта с глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназой (GAPDH), использованной в качестве контроля загрузки (фиг. 2A). Большая часть белка F дикого типа (WT) (90%) была расщеплена. Большинство мутантов аланина расщеплялись с сопоставимой эффективностью (от 88 до 94%).Единственным исключением были мутанты N70A, T72A и D73A, которые имели эффективность расщепления белка от 74 до 80%. Эти три мутанта также экспрессировались на более низких уровнях, чем у WT и других мутантов.

Фиг. 2

Эффективность мутагенеза и протеолитического процессинга с использованием аланина для апикальных мутантов субъединицы F ₂ . (A) Цельноклеточные лизаты клеток HEK293T, временно экспрессирующих белок F RSV, анализировали путем снижения SDS-PAGE и иммуноблоттинга. Белок F RSV был обнаружен с использованием мотавизумаба, который распознает пептид в субъединице F ₁ и в нерасщепленном белке F ₀ , а затем вторичное антитело, конъюгированное с NIR.F ₀ мигрирует при 70 кДа, а протеолитически процессированный белок F ₁ мигрирует при 50 кДа. GAPDH использовался в качестве контроля загрузки и для нормализации. ev, пустой вектор; н / д, не применимо. (B) Эффекторные клетки HEK293 котрансфицировали люциферазной плазмидой (0,125 мкг) и одной из пяти концентраций плазмиды белка WT F (0,25 мкг, 0,187 мкг, 0,125 мкг, 0,0625 мкг и 0,03125 мкг). Концентрацию общей ДНК (0,375 мкг) поддерживали добавлением пустого вектора.(C) Остатки 62-75 индивидуально мутировали до аланина, и мутантные белки F тестировали в количественном анализе люциферазы слияния клеток. Каждый мутант временно экспрессировался в клетках HEK293T, и его люциферазная активность сравнивалась с активностью WT F. Проточная цитометрия использовалась для количественной оценки экспрессии на клеточной поверхности каждого мутанта по сравнению с таковой WT. Результаты являются репрезентативными для трех отдельных экспериментов, каждый из которых выполнен в трех экземплярах. Трансфекция пустым вектором была использована в качестве фона, и соответствующее значение фона было вычтено (экспрессия на поверхности клетки = 6.6%; сплав = 27%). Достоверность отличий от значений WT определяли с помощью теста Стьюдента t (‡, P <0,01 для экспрессии на клеточной поверхности; *, P <0,01 для слияния клеток).

Идентификация основных остатков в апикальной петле субъединицы F ₂ . Чтобы оценить функции мутантов белка F, каждый из них временно экспрессировался в клетках HEK293T, и их способность вызывать слияние была количественно определена в клетках на основе люциферазы анализ слияния клеток, как описано ранее (28).Экспрессию белка F на клеточной поверхности определяли окрашиванием мотавизумабом, моноклональным антителом (MAb), которое распознает белок F RSV (как до F, так и после F), и количественно оценивали с помощью проточной цитометрии. Эти два анализа были инициированы параллельно с одной и той же смесью для трансфекции, но экспрессия на клеточной поверхности была проанализирована через 12 часов после трансфекции (hpt), до начала слияния, а слияние было проанализировано через 20 hpt, после того, как клетки имели возможность слиться, что позволило транскрипции ген люциферазы и трансляция люциферазы.Проточная цитометрия была проведена до того, как произошло обширное слияние, потому что синцитии хрупкие и часто слишком большие, чтобы пройти через проточный цитометр целыми. Слияние необходимо анализировать после того, как клетки начали сливаться, но до того, как синцития оторвутся от планшета. Результаты экспрессии на клеточной поверхности и активности слияния наносили на график относительно результатов для белка F WT (фиг. 2C). Линейность анализа слияния относительно концентрации WT F представлена ​​на фиг. 2B. Хотя количество используемой ДНК близко к верхнему пределу линейного диапазона, мы знаем из анализа слияния с низкой ионной силой и из мутантов-суперслайдеров (S62A, N67A и T72A), что дополнительное слияние может быть легко обнаружено.Похоже, что концентрация трансфицированной ДНК или, возможно, сверхэкспрессия WT F может ингибировать слияние.

Замена пяти из семи незаряженных остатков – Ser62, Asn63, Asn67, Asn70 и Thr72 – аланином не влияла на способность белка F перемещаться на поверхность клетки или функционировать в слиянии. Мутант S62A фактически слился на гораздо более высоком уровне, чем у WT, что позволяет предположить, что эта мутация могла дестабилизировать конформацию pre-F. Фактически, водородные связи Ser62 с Tyr86 из α1-спирали F ₂ (рис.3A), а мутация в аланин устранит эту связь, вероятно, дестабилизируя эту область белка. У мутанта G71A был дефицит слияния примерно на 50%, несмотря на эффективный перенос на поверхность клетки. Хотя эти результаты указывают на роль Gly71 в структуре или функции белка pre-F, он оказался менее важным, чем оставшиеся мутированные остатки, которые показали более серьезную потерю функции. Мы сосредоточили внимание на последних позициях.

Рис. 3

Водородная связь между Ser62 и Tyr86.(A) Мономерное представление pre-F, используемое на рис. 1, показано здесь снизу. Желтые пунктирные линии показывают потенциальные водородные связи (измерения даны в ангстремах) между двумя остатками. (B) В структуре post-F (мономер; вход PDB 3RRT) Ser62 поворачивается и отталкивается от Tyr86 по сравнению со случаем в пре-F. Взаимодействие между этими двумя остатками, вероятно, стабилизирует конформацию до слияния, и прерывание этого взаимодействия может быть неотъемлемой частью повторной укладки белка F во время слияния.(C) Изображения из панелей A и B были выровнены, чтобы показать изменения в положениях Ser62 и Tyr86 в pre-F (лосось) по сравнению с post-F (красный). Остальная часть pre-F представлена ​​светло-зеленым, а post-F – светло-фиолетовым.

Замена аланином оставшихся шести остатков – Ile64, Lys65, Lys66, Lys68, Asp73 и Lys75 – привела к появлению белков F, которые были способны перемещаться на поверхность, но имели крайне недостаточную функцию слияния. Пять из этих шести остатков являются заряженными, а шестой, Ile64, имеет гидрофобную боковую цепь.Поскольку все пять заряженных остатков, содержащихся в этой области петли, важны, эти заряды, по-видимому, играют важную роль в индукции слияния. Замена аланина на всех этих остатках, кроме одного, снижает активность слияния более чем на 90%. Замена в Asp73 сохранила приблизительно 40% своей активности слияния относительно его поверхностной экспрессии, что позволяет предположить, что Asp73 менее важен для слияния, чем четыре других заряженных аминокислоты. Кроме того, мутант D73A экспрессировался на более низком уровне, чем у других, как в цельноклеточном лизате (рис.2A) и на поверхности клетки (рис. 2C). Следовательно, Asp73 также может играть роль в укладке и / или стабильности белка.

Важность нативного заряда. Заряженные остатки, идентифицированные как существенные, могут участвовать в заряд-зарядовых взаимодействиях либо с клеточной молекулой – через связывание и / или запуск, – либо с другими участками белка F в переходном состоянии. Если бы такое взаимодействие происходило через эти остатки, удельный заряд каждого был бы важен для функции. Чтобы определить важность заряда в каждой позиции, мы заменили заряженные остатки на остатки с таким же или противоположным зарядом.

Сохраняющие заряд мутанты K65R, K66R и K75R были способны опосредовать слияние, хотя мутант K75R был менее эффективен, чем WT (фиг. 4A). Мутант D73E не был обнаружен с помощью иммуноблоттинга лизата цельных клеток (фиг. 4C), что дополнительно подтверждает гипотезу о том, что Asp73 важен для укладки или стабильности белка. Мы также обнаружили, что мутации D73R и D73E снижают или устраняют экспрессию на клеточной поверхности (фиг. 4A; таблица 1), что еще больше усиливает важность Asp73 для укладки или стабильности белка.

Рис. 4.

Зависимость функции слияния от доступности заряда и боковой цепи и эффективности протеолитического расщепления. Мутантные белки F временно экспрессировались в клетках HEK293T, и их поверхностная экспрессия и активность слияния определялись количественно, как описано в легенде к фиг. 2. (A) Мутация заряженных остатков на консервативные или противоположно заряженные остатки. (B) Мутация заряженных остатков на незаряженные остатки аналогичной длины боковой цепи. Результаты являются репрезентативными для трех отдельных экспериментов, каждый из которых выполнен в трех экземплярах.Трансфекция пустым вектором была использована в качестве фона, и соответствующее значение фона было вычтено (экспрессия на поверхности клетки = 6,6%; слияние = 27%). Достоверность отличий от значений WT определяли с помощью теста Стьюдента t (‡, P <0,01 для экспрессии на клеточной поверхности; *, P <0,01 для слияния клеток). (C) Была использована процедура, описанная в легенде к фиг. 2A, с включенным GAPDH в качестве контроля загрузки.

ТАБЛИЦА 1

Сводка результатов мутантов ^a

Как и мутант D73E, мутант K68R не был обнаружен с помощью иммуноблоттинга (рис.4С). Поскольку заряженная боковая цепь в этом положении находится на поверхности белка, она с меньшей вероятностью участвует в стабилизирующем белок солевом мостике. Возможно, конфигурация или длина боковой цепи важны во время первоначального сворачивания мономера белка пре-F.

Пониженная функция слияния у противоположно заряженного мутанта D73R, вероятно, обусловлена, по крайней мере частично, его сниженной поверхностной экспрессией, как и у других мутантов Asp73. Остальные мутанты с противоположным зарядом – K65E, K66E, K68E и K75E – не способны опосредовать слияние, несмотря на эффективный перенос на поверхность клетки, что указывает на важность конкретного заряда в этих положениях.

Мутация заряженных остатков до аланина не только устраняет их заряд, но также значительно сокращает длину боковой цепи. Возможно, что функция остатка не зависит от заряда, а зависит от критических контактов, которые короткая боковая цепь аланина не может установить. Чтобы проверить эту возможность, мы также заменили заряженные остатки незаряженными остатками, сохраняющими длину (рис. 4B). Только мутант D73N был способен опосредовать слияние, а мутант D73A – нет, что указывает на важность длины боковой цепи в этом положении.Остальные мутанты не были функциональными, что усиливает аргумент о том, что положительный заряд остатков Lys 65, 66, 68 и 75 является критической характеристикой, необходимой для функции белка F RSV.

Как и в случае с мутантами по аланину, большинство зарядовых мутантов было расщеплено на уровнях, сопоставимых с уровнем WT (от 93 до 96%) (фиг. 4C). Исключение составили мутанты D73N, K66E и K68E. Как наблюдалось ранее (фиг. 4A и B), мутанты D73N и K66E также, по-видимому, экспрессируются на более низких уровнях, чем у WT.

Пре-F или пост-F конформация мутантов аланина. Одним из возможных объяснений потери функции отдельных мутантов F-белка является то, что мутация дополнительно дестабилизирует и без того метастабильную пре-F конформацию, позволяя белку преждевременно преобразоваться в пост-конформацию. -F конформация. Чтобы проверить эту возможность, мутантные белки F были временно экспрессированы в клетках HEK293A и зондированы пре-F-специфическими MAb D25 и AM14. Эпитоп D25 включает исследуемые остатки в петле F ₂ и присутствует как на мономерных, так и на тримерных белках pre-F.MAb AM14 распознает только тримерный белок pre-F и не включает исследуемую петлю F ₂ (23, 29). Чтобы продемонстрировать описанную специфичность D25 и AM14, были включены следующие три дополнительных контроля: стабилизированный тример пре-F, мономер пре-F и пост-F. Конструкции пре-F тример (DS-Cav1) (27) и пост-F (24, 25) были описаны ранее. Вкратце, мутант DS-Cav1 содержит дополнительную дисульфидную связь (между остатками S155C и S290C) и две мутации, заполняющие полости (S190F и V207L), для стабилизации конформации pre-F.Пост-F-мутант имеет делецию первых 10 остатков слитого пептида (остатки от 137 до 146). Конструкция мономера пре-F (HC117) содержит мутации обоих сайтов расщепления фурином, что основано на недавних доказательствах, свидетельствующих о том, что для тримеризации F RSV требуется полное расщепление pep27 (27). Мотавизумаб использовали параллельно для количественного определения белка F на поверхности клетки. Результаты выражены в виде отношения пре-F к общему белку F (фиг. 5C). Линейность анализа по экспрессии белка продемонстрирована на рис.5А.

Фиг. 5

Конформация и олигомеризация мутантов аланина. (A) Линейность клеточного ELISA по отношению к трансфицированному белку. Клетки HEK293 трансфицировали 0,2 мкг, 0,15 мкг, 0,1 мкг или 0,05 мкг экспрессирующей белок WT F или пустой векторной ДНК, причем 0,1 мкг ДНК является рекомендуемым общим количеством для 96-луночного планшета. Клетки анализировали, как описано в разделе «Материалы и методы», при 20 hpt. В настоящем отчете для всех ELISA использовали 0,1 мкг ДНК. Пустой вектор использовали в качестве отрицательного контроля, и его значение было вычтено.(B) Клетки HEK293, трансфицированные мутантами аланина, зондировали дополнительным антителом, MPE8, чтобы продемонстрировать, что эти мутанты эффективно распознаются D25, несмотря на точечные мутации эпитопа D25. Результаты представлены в виде отношения реактивности антитела D25 к реактивности антитела MPE8. Значения, близкие к 1, указывают на аналогичное распознавание каждым антителом. (C) Конформация белков F на клеточной поверхности оценивалась клеточным ELISA. Белки временно экспрессировались в клетках HEK293A.Поверхностный белок F был количественно определен с использованием мотавизумаба, тогда как белок pre-F был количественно определен с использованием двух конформационно-специфичных антител. D25 (синий) специфичен для pre-F, но способен распознавать мономерный белок F. AM14 (зеленый) имеет четвертичный след и, как было показано, специфически распознает тримеры до F. Контроли для подтверждения реакционной способности MAb с тримером пре-F (DC-Cav1), мономером пре-F (HC117; содержит мутации, предотвращающие расщепление по обоим сайтам фурина) и пост-F (HC27; 10 аминоконцевых остатков) удалены из гибридного пептида).Результаты являются репрезентативными для трех экспериментов, которые были выполнены в трех повторностях. Трансфекцию пустым вектором использовали в качестве фона, и значение фона было вычтено ( A = 0,103). Достоверность отличий от значений WT для того же набора определялась с помощью теста Стьюдента t (**, P <0,01; *, P <0,05).

Подобно WT, все эти мутанты были эффективно обнаружены D25, что указывает на то, что все они экспрессируются на поверхности клетки в пре-F конформации.MPE8, пре-F-специфическое MAb, которое распознает другой эпитоп (30), связанное с этими мутантами на уровнях, сопоставимых с уровнями с D25 (рис. 5B), что указывает на то, что эти одиночные мутации в эпитопе D25 не влияют на распознавание этим антитело.

MAb AM14 распознало мутанты I64A, K65A, K66A, K68A и K75A так же эффективно, как и белок F WT, что указывает на то, что продуцируемые белки являются тримерными, и дополнительно подтверждает, что они присутствуют в пре-F конформации. Следовательно, плохая активность слияния этих мутантов не является следствием преждевременного рефолдинга или неэффективной олигомеризации.

Только один мутант, мутант D73A, распознавался AM14 менее эффективно, чем D25. Этот результат указывает на то, что мутант D73A не тримеризуется эффективно или стабильно, а вместо этого некоторые из его молекул F являются мономерными, что согласуется с наблюдаемым снижением расщепления фурина, стадия, которая должна происходить перед олигомеризацией (27). Снижение тримеризации до 56%, вероятно, объясняет снижение активности слияния до 40%. Как предполагалось выше, Asp73, вероятно, действует в некоторой степени, способствуя правильному фолдингу и образованию тримеров.

Тестирование функции слияния путем принудительной рефолдинга. Мутантные белки F, которые достигают клеточной поверхности в форме pre-F, но не опосредуют слияние, могут быть недостаточны в способности (i) примировать белок pre-F для запуска (т.е. локальная структура, чтобы сделать возможным запуск), (ii) запускать / инициировать рефолдинг или (iii) подвергаться одному из множественных событий рефолдинга, необходимых для F, чтобы достичь состояния пучка 6 спиралей, которое требуется для слияния мембран. Пытаясь различить эти возможности, мы создали суррогатную запускающую систему, способную активировать рефолдинг F белка по нефизиологическому механизму и приводить к слиянию клеток.Ранее мы продемонстрировали, что воздействие буфера с низкой ионной силой заставляет растворимый белок F (sF) повторно складываться и собираться в виде розеток пост-F белка, связанного с их гидрофобными гибридными пептидами (31). У белка sF, использованного в этом исследовании, просто отсутствовал трансмембранный цитоплазматический домен. С тех пор было продемонстрировано, что экспрессируемый таким образом белок sF высвобождается в мономерной форме (32). Тем не менее, поскольку низкая ионная сила вызвала рефолдинг и агрегацию мономера, она также может инициировать рефолдинг временно экспрессируемого полноразмерного тримерного белка pre-F и вызвать усиленное слияние клетки с клеткой.

Мы проверили эту возможность в анализе слияния люциферазная клетка-клетка, сравнивая уровни слияния, вызванного белком WT F, экспрессируемым в стандартной (1,0 ×) и разбавленной среде Игла, модифицированной Дульбекко (DMEM) (фиг. 6A). Чтобы избежать набухания клеток из-за гипотонической среды, осмолярность буферов с низкой ионной силой поддерживалась разбавлением DMEM раствором маннита с аналогичной осмолярностью. Клетки, экспрессирующие белок F WT и инкубированные в 0,8 × или 0,6 × DMEM, сливались в два раза эффективнее, чем клетки, инкубированные в 1.0 × DMEM. Усиленное слияние, вызванное 0,8 × и 0,6 × DMEM, было подтверждено экспрессией зеленого флуоресцентного белка (GFP) в культурах, экспрессирующих белок F. Более низкие ионные силы (0,4 × и 0,2 × DMEM) приводили к обширному слиянию, что было визуализировано при совместной экспрессии GFP (фиг. 6B), но минимальному слиянию, определяемому люциферазой, по сравнению с таковым с 1,0 × DMEM (фиг. 6A). Это несоответствие, вероятно, связано с механикой анализа люциферазы, который требует, чтобы клетки оставались метаболически способными синтезировать люциферазу, т.е.е. после слияния клеток мРНК люциферазы должна быть транскрибирована и транслирована. Мы выбрали 0,6 × DMEM для индукции слияния при низкой ионной силе, потому что это была самая низкая ионная сила, при которой слияние все еще можно было количественно определить с использованием люциферазной активности.

Рис. 6

Принудительная рефолдинг мутантов аланина белка F путем воздействия среды с низкой ионной силой. (A) Через двенадцать часов после трансфекции WT F клетки-мишени в среде с пониженной ионной силой перекрывали в анализе слияния клеток. Ионная сила (1.0 ×) снижали до 0,8 ×, 0,6, 0,4 или 0,2 × DMEM путем разбавления маннитом для поддержания осмолярности. Достоверность различий для сравнения разбавленной среды с 1,0 × средой определяли с помощью теста Стьюдента t (*, P <0,01). (B) Котрансфекция WT F плазмидами, экспрессирующими GFP, для визуализации слияния при каждой ионной силе. (C) Тот же анализ, что описан для панели A, был повторен с мутантами, не имеющими слияния, и 0,6 × среда была использована для запуска белков F.В контрольной трансфекции использовали в четыре раза меньше ДНК WT F по сравнению с количествами ДНК в мутантных трансфекциях, чтобы довести ее активность слияния до диапазона мутантов для этого теста с низкой ионной силой. Результаты представляют три эксперимента, каждый из которых был проведен в трех экземплярах. Пустой вектор использовался в качестве фона, и относительное значение фона было вычтено (люминесценция с 1,0 × DMEM = 82; люминесценция с 0,6 × DMEM = 55). Как и раньше, значимость различий для сравнения 0.Среда от 6 × до 1,0 × определялась тестом Стьюдента t .

Затем мы сравнили активность слияния мутантов аланина в 1,0 × DMEM и DMEM с низкой ионной силой (0,6 ×). Мы использовали этот нефизиологический метод инициирования слияния клетки-клетки в качестве метода определения, просто ли мутантный белок F, не способный вызывать слияние, неспособен подвергнуться рефолдингу, необходимому для обеспечения слияния. Мутация, которая приводит к недостаточному слиянию, но может быть вызвана низкой ионной силой, вероятно, является мутацией, которая предотвращает запуск.

Мутантные белки F временно экспрессировались в клетках HEK293A, но на этот раз клетки-мишени ресуспендировали либо в 1,0 × DMEM, либо в 0,6 × DMEM перед их использованием в качестве наложения на клетки, экспрессирующие белок F. Поскольку у этих мутантов был серьезный дефицит слияния, мы трансфицировали в 4 раза меньше ДНК дикого типа, чтобы можно было лучше сравнить способность каждого мутанта к слиянию с таковой у дикого животного. Эти мутанты демонстрировали два разных паттерна ответа на среду с низкой ионной силой (рис. 6С).

В первом паттерне мутанты K65A, K66A и K68A с дефицитом слияния не могли быть индуцированы для обеспечения слияния в условиях низкой ионной силы.Участвующие остатки, Lys65, Lys66 и Lys68, могут участвовать в связывании с рецептором, праймировании для рефолдинга или рефолдинга.

Во втором паттерне, мутанты I64A и K75A с дефицитом слияния были индуцированы для опосредования слияния в условиях низкой ионной силы. Остатки Ile64 и Lys75, следовательно, не участвуют в основных процессах рефолдинга или слияния. Вместо этого они могут участвовать в запуске белка pre-F.

Несмотря на значительное увеличение числа слияний мутантов I64A и K75A в 0.6 × DMEM по сравнению с их очень низкой активностью слияния в 1,0 × DMEM, статистически значимая потеря структуры pre-F частью белков pre-F не ​​могла быть обнаружена (данные не показаны). Однако то же самое верно и для белка F WT, который проявлял большую активность слияния в 1 × DMEM и большую, чем у мутантов в 0,6 × DMEM. Возможно, что 0,6 × DMEM активирует белок pre-F для запуска, как только он контактирует с молекулой на поверхности клетки-мишени. Если это так, то будет запущена только небольшая подмножество белков pre-F, контактирующих с соседней клеткой, что приведет к усиленному слиянию без полной потери реактивности pre-F.

ОБСУЖДЕНИЕ

Высокое бремя болезней, вызываемых RSV (49–51), и отсутствие одобренных методов лечения (52) требуют лучшего понимания вирусных механизмов, подверженных вмешательству, таких как проникновение вируса. Публикация кристаллической структуры белка pre-F (23) позволила лучше изучить этот динамический белок. Мы предположили, что неструктурированная, высоко заряженная петля субъединицы F ₂ на вершине пре-F конформации является функционально важной. Субъединица F ₂ остается структурно неизменной во время перехода белка F из его пре-F в его пост-F конформацию.Гарднер и Датч (33) обнаружили, что у парамиксовирусов PIV5 и вируса Хендра консервативная область субъединицы F ₂ рядом с областью, изучаемой здесь, важна для функции слияния белка F. Кроме того, Schlender et al. (34) обнаружили, что субъединица F ₂ отвечает за тропизм видов RSV, предполагая, что F ₂ участвует в функции белка F, вероятно, через взаимодействие с клеточной молекулой. Если это так, то апикальный домен белка F является наиболее вероятным сайтом для такого взаимодействия, и заряженные остатки, скорее всего, будут задействованы, если взаимодействие является ионным.

В соответствии с этой гипотезой мы обнаружили, что четыре заряженных остатка из пяти, присутствующих в апикальной петле F ₂ , Lys65, Lys66, Lys68 и Lys75, важны для функции слияния белка F. Только один из семи незаряженных остатков, Ile64, важен для слияния. Консервативная мутация аланина в этом положении позволяла экспрессию пре-F тримера на клеточной поверхности, но не слияния, за исключением низкой ионной силы. Возможно, Ala64 избегает структурных помех во время принудительного повторного сворачивания при низкой ионной силе, позволяя происходить слиянию, но не способен обеспечить критическую функцию, обеспечиваемую Ile64, наиболее вероятно инициирующую рефолдинг.

Lys65, Lys66, Lys68, Asp73 и Lys75 содержат все заряженные остатки в области исследуемой субъединицы F ₂ . В соответствии с нашими результатами, Lawlor et al. (35) обнаружили, что положительный заряд в положении 66 белка F RSV облегчает слияние, тогда как отрицательный заряд в этом положении препятствует слиянию. Эта последовательность остатков является высококонсервативной среди штаммов RSV, за некоторыми исключениями в положении 66. Некоторые штаммы RSV имеют отрицательно заряженную глутаминовую кислоту, а не положительно заряженный лизин, а те, которые имеют отрицательный остаток, менее сливаются (36).Белок F RSV крупного рогатого скота содержит лизин в положениях, аналогичных таковым в RSV человека, но пневмовирус, наиболее близкий к RSV, метапневмовирус человека (hMPV), содержит другое распределение отрицательно заряженных остатков в этой области. Более того, парамиксовирусы, такие как вирусы Nipah и Hendra, PIV5 и вирус кори, не имеют сопоставимых профилей заряда. Поскольку для инициации слияния RSV требуется только белок F, что является уникальной характеристикой пневмовирусов, возможно, что эта область отвечает за способность его белка F запускаться способом, независимым от его гомотипического белка прикрепления.Важность зарядов в этой петле для функции слияния белка F RSV предполагает меж- или внутримолекулярное взаимодействие заряд-заряд, возможно, с клеточным рецептором.

Lys65, Lys66 и Lys68 сгруппированы вместе в петле, ведущей к вершине белка и включающей ее. Мутация на аланин в каждом из этих сайтов дает тример белка pre-F, который не сливается, и слияние не может быть вызвано средой с низкой ионной силой. Эти результаты предполагают, что Lys65, Lys66 и Lys68 необходимы в процессе рефолдинга.У этих зарядов нет очевидных партнеров внутри F-тримера. Вместо этого они могут помочь соседним структурам переместиться в свои конечные положения, поскольку молекула перестраивается, чтобы генерировать спираль с удлиненным гептадным повтором A (HRA). Наложение пре-F и пост-F мономеров показывает, что петля и, что более важно, Lys65, Lys66, Lys68 и HRA движутся навстречу друг другу во время рефолдинга (Рис. 7), дополнительно подтверждая эту гипотезу. Также возможно, что они участвуют в затравке pre-F для рефолдинга, функции, которая вряд ли будет отменена принудительным рефолдингом среды с низкой ионной силой.

Рис. 7.

Размещение апикальной петли субъединицы F ₂ в пре-F и пост-F конформациях по отношению к пре-HRA и HRA. Показано карикатурное представление выровненных структур до и после F. Конформация pre-F представлена ​​черным (неподвижный) и темно-оранжевым (подвижным / pre-HRA). Post-F представлен более светлыми цветами: серым (неподвижный) и светло-оранжевым (мобильный / HRA). Остатки 62-75 представлены темно-зеленым (пре-F) или светло-зеленым (пост-F), а остатки Lys65, Lys66 и Lys68 показаны синим цветом.По-видимому, исследуемая неструктурированная апикальная петля от субъединицы F ₂ перемещается в сторону пре-HRA / HRA. Когда pre-HRA складывается в HRA, он наклоняется в противоположном направлении, чтобы встретиться с неструктурированной петлей.

Зрелый белок F RSV содержит три N-связанных гликана, в том числе один по Asn70 (37), в пределах области исследования. Гликозилирование Asn70 может препятствовать контакту клеточной молекулы с остатками в этой области. Фактически, мы наблюдали увеличение слияния по сравнению с WT, когда секвон гликозилирования был нарушен заменой Asn70 или Thr72 аланином на 25% или 50% соответственно (рис.2А). Zimmer et al. (38) ранее обнаружили, что мутация N70Q в белке F RSV увеличивает слияние на 41%, также предполагая, что гликан на Asn70 в некоторой степени ингибирует слияние. Однако водородные связи MAb D25 с остатками 63, 65, 66 и 68 (23) указывают на то, что клеточная молекула также может вступать в контакт в этой области, несмотря на близлежащий гликан.

Сайты гликозилирования не заняты гликанами в каждой молекуле экспрессированного гликопротеина. Остатки в положениях X и Z последовательности N-X-S / T-Z для N-связанного гликозилирования влияют на эффективность гликозилирования (39, 40).Кроме того, близлежащие дисульфидные связи, например, между Cys69 и Cys212 в белке F RSV, также отрицательно влияют на эффективность гликозилирования (41, 42). Даже если гликан в Asn70 должен был препятствовать доступу к соседним остаткам, некоторые молекулы F, вероятно, не были бы гликозилированы в этом положении, обеспечивая доступ к клеточной молекуле на некоторых мономерах. Также возможно, что только небольшое количество негликозилированных мономеров, возможно, только один на тример, будет необходимо для инициации триггера.

Asp73 и Lys75 также расположены близко друг к другу, на крайней вершине белка.Оба остатка находятся около центральной поры, образованной тримеризацией трех мономеров, и находятся в удобном положении для запуска всех трех мономеров одновременно. Asp73 – пятый заряженный остаток в исследуемой области и единственный кислотный остаток. Это важно для правильной тримеризации, которая частично теряется у мутанта D73A в количестве, примерно соответствующем потере им активности слияния. Интересно, что мутант D73N сохранил способность к слиянию (таблица 1), указывая на то, что размер остатка в этом положении, а не его заряд, важен.

Lys75, с другой стороны, расположен на расстоянии 4,3 Å от и повернут к уравновешивающему заряд глутамату (Glu218) в α-спирали субъединицы F ₁ соседнего мономера (рис. 8). Мы наблюдали снижение пре-F-специфического распознавания MAb мутанта K75E (таблица 1), предполагая, что этот мутант срабатывает преждевременно. Ионное взаимодействие между Lys75 и Glu218 может действовать для стабилизации конформации пре-F, а размещение двух отрицательных зарядов так близко друг к другу в мутанте K75E может дестабилизировать конформацию пре-F.Если это так, взаимодействие с клеточной молекулой может нарушить взаимодействие между Lys75 и Glu218, чтобы инициировать запуск.

ФИГ. 8.

Lys75 может взаимодействовать с Glu218 соседнего мономера. Изображение показывает вид сверху тримерного белка pre-F, глядя вниз на центральную пору. Электростатическое взаимодействие между Lys75 (розовый) и Glu218 (голубой) может помочь стабилизировать пре-F конформацию. Для создания этого изображения использовался PDB-файл 5EA8 (45).

Остаток Ile64 – единственный незаменимый остаток.Он расположен дальше всего от крайней вершины среди всех аминокислот, идентифицированных здесь как незаменимые для слияния, и, по-видимому, играет роль в запуске белка. Мутация I64A полностью нарушила функцию слияния; однако мутант I64A может быть вынужден повторно свернуться и слиться в буфере с низкой ионной силой. Интересно, что консервативные мутации лейцина, валина и глицина не приводили к экспрессии стабильного белка (таблица 1), что указывает на очень специфическую потребность в боковой цепи изолейцина для функционирования, а также для укладки белка.Возможно, что начальный контакт молекулы клеточной поверхности с остатком Ile64 подготавливает молекулу к запуску, возможно, вызывая локальное конформационное изменение, которое открывает апикальную пору, обеспечивая более полный доступ к остатку Lys75 и инициируя рефолдинг.

Метод низкой ионной силы, используемый для принудительного рефолдинга и, следовательно, слияния, вряд ли будет иметь физиологическое значение, если RSV проникает в клетки путем прямого слияния с плазматической мембраной. Однако есть свидетельства того, что RSV может проникать путем эндоцитоза (43, 44, 53), и в этом случае снижение ионной силы или концентрации определенного иона может происходить внутри эндоцитозной везикулы.В любом случае низкая ионная сила, по-видимому, запускает индуцированное белком WT F слияние, вероятно, за счет устранения экранирования соседних подобных зарядов. Пара отрицательно заряженных остатков, Asp486 и Glu487, выделяются в этом отношении в конформации пре-F. Было показано, что группа ингибиторов слияния связывается в этом заряженном кармане и стабилизирует конформацию pre-F (45), предполагая, что это место может быть способно контролировать запуск.

Возможный механизм запуска белка F RSV, который соответствует данным мутагенеза из настоящего отчета, заключается в том, что белок F контактирует с клеточной молекулой, возможно, с остатками Ile64, Ser62 и Lys75, таким образом, что нарушаются стабилизирующие электростатические взаимодействия между Lys75. и Glu218 в центральной поре, вызывая одновременное срабатывание всех трех мономеров белка F в тримере.Электростатическое взаимодействие между Ser62 и Tyr86 также может быть неотъемлемой частью функции белка, так как эти два остатка находятся примерно на 3 Å друг от друга в структуре до F, то есть достаточно близко, чтобы взаимодействовать, но в конечном итоге оказываются на расстоянии примерно 9 Å в пост-F. структура, то есть слишком далеко друг от друга, чтобы сохранить контакт (рис. 3A и B). Lys65, Lys66 и Lys68, вероятно, помогают опосредовать рефолдинг от pre-F к post-F или, альтернативно, функционировать в примировании белка pre-F для запуска. Идентификация важных остатков в соседней неструктурированной петле F ₁ и α-спирали аналогичным образом может дополнить работу, описанную здесь.Эта петля F ₁ перегибается, чтобы сформировать часть расширенной HRA в конформации post-F. Возможно, комбинация остатков из обоих регионов формирует интерактивный сайт, который запускает повторную укладку белка F, что приводит к слиянию мембран и инфицированию RSV.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Слияние клеток. Клетки HEK293T (293T) (ATCC) поддерживали в среде DMEM (Corning) с добавлением 10% инактивированной нагреванием фетальной телячьей сыворотки (FBS) (Atlanta Biologicals), 1% HEPES (Corning). ) и 1% l-глутамин (Gibco).Один набор клеток 293T в 24-луночном планшете котрансфицировали плазмидой, экспрессирующей белок F (0,25 мкг) и pFR-luc (0,25 мкг), а другой набор клеток 293T – плазмидой, экспрессирующей pBD-NF-κB, с использованием липофектамина 2000 (28). На 12 hpt клетки, экспрессирующие pBD-NF-κB, извлекали из чашки для культуры ткани с использованием Versene (Gibco) и использовали в качестве наложения в соотношении 1: 1 на клетки, экспрессирующие белок F и pFR-luc. В слитых клетках Gal4-NF-κB (pBD-NF-κB) управляет экспрессией люциферазы Renilla (pFR-luc).Через 20 часов среду удаляли и клетки обрабатывали буфером для лизиса люциферазы Steady-Glo с субстратом (Promega) в течение по меньшей мере 5 мин. Супернатанты переносили в черные 96-луночные планшеты и считывали люминесценцию на планшет-ридере Wallac Victor3. Линейность по отношению к трансфицированной ДНК белка F (в микрограммах) показана на фиг. 2В. Для этого клетки котрансфицировали в 48-луночном планшете с постоянным количеством люциферазы (0,125 мкг) и различными концентрациями WT F, как указано.Общее количество ДНК (0,375 мкг) поддерживали добавлением пустого вектора (pcDNA3.1). Затем следовали описанной выше процедуре до конца анализа.

Для анализа слияния с низкой ионной силой экспрессирующие pBD-NF-κB клетки высвобождали из субстрата обработкой Версеном, осаждали низкоскоростным центрифугированием и ресуспендировали в 0,6 × DMEM или 1,0 × DMEM. Чтобы поддерживать физиологическое равновесие, избегая гипотонических или гипертонических состояний, которые могут вызвать набухание или сжатие клеток и по этой причине, вероятно, повлияют на способность соседних клеточных мембран сливаться, мы поддерживали осмолярность (осмоль на литр) среды путем разбавления DMEM. с инертным сахаром, маннитолом.Например, для приготовления 0,6 × DMEM 60 мл DMEM (340 осМ; 120 мМ) смешивали с 40 мл маннита (340 осМ; 200 мМ). В анализе слияния клетки-клетки эквиосмолярную DMEM с пониженной ионной силой использовали для ресуспендирования клеток, экспрессирующих pBD-NF-κB, перед добавлением их к клеткам, коэкспрессирующим белок F / pFR-luc, при 12 hpt.

Плазмиды и иммуноблоттинг. Оптимизированная по кодонам версия белка D53 F (46) в остове pcDNA3.1 была использована в качестве родительской плазмиды, в которой были сделаны точечные мутации.Точечные мутации были сделаны в синтетической двухцепочечной ДНК (Integrated DNA Technologies) и вставлены в плазмиду pcDNA3.1 посредством расщепления рестрикционным ферментом и лигирования. Конструкции трансфицировали в клетки 293Т с использованием реагента для трансфекции липофектамина 2000 (ThermoFisher). Экспрессию белка оценивали иммуноблоттингом лизатов целых клеток. Клетки лизировали в 250 мкл буфера для лизиса Triton X-100 с 1-кратным коктейльным набором ингибиторов протеазы (Thermo Scientific) в течение 10 минут на льду с последующим центрифугированием при 14000 × g в течение 15 минут при 4 ° C.Иммуноблоты супернатантов лизата зондировали гуманизированными моноклональными антителами против белка F (мотавизумаб [10 нг / мкл]) (47) и кроличьими анти-GAPDH (200 нг / мкл; Santa Cruz), разведенными в блокирующем буфере PBS Odyssey (Li -Cor) с 0,01% Tween 20 (Fisher Scientific), затем с IRDye 800CW-конъюгированными козьими античеловеческими антителами (1: 5000) и IRDye 800CW-конъюгированными вторичными козьими антикроличьими антителами (1:25 000) (Li-Cor). Иммуноблоты получали с помощью системы Odyssey CLx и анализировали с помощью программного обеспечения Image Studio (Li-Cor).GAPDH использовался в качестве контроля загрузки и для нормализации. Коэффициенты нормализации рассчитывали путем деления каждого значения GAPDH на максимальное значение GAPDH для данного блота. Каждое значение F ₁ и F ₀ затем умножалось на его нормализующий коэффициент.

Проточная цитометрия. Клетки 293Т трансфицировали плазмидой, экспрессирующей белок F RSV, с использованием реагента для трансфекции липофектамина 2000. Через 12 часов клетки обрабатывали трипсином и переносили в 96-луночный планшет с U-образным дном для окрашивания.Клетки осаждали при 600 × г в течение 5 минут при 4 ° C и ресуспендировали в 100 мкл фиксатора для сортировки активированных флуоресценцией клеток (FACS) (фосфатно-солевой буферный раствор [PBS], 10% FBS, 0,1% NaN ₃ , 4% параформальдегида). После промывания клетки блокировали 100 мкл промывочного буфера FACS (PBS, 10% FBS, 0,1% NaN ₃ ). Клетки окрашивали 50 мкл 10 нг / мкл мотавизумаба, а затем 50 мкл 0,4 нг / мкл Dylight 633-конъюгированных вторичных козьих антител против человека (KPL). Окрашенные клетки осаждали, ресуспендировали в 200 мкл промывочного буфера FACS и затем перемещали в пробирки для проточной цитометрии.Проточный цитометр BD-LSR (BD Biosciences) использовали для обнаружения поверхностного белка с использованием фильтра 660/20 п.н. Данные были проанализированы с помощью программного обеспечения FlowJo.

Анализ конформации с помощью твердофазного иммуноферментного анализа (ELISA). Прилипшие (293A) клетки (АТСС) поддерживали в тех же условиях, что и для клеток HEK293T, описанных выше. За день до анализа клетки помещали в многолуночный планшет, покрытый поли-d-лизином (Corning), для усиления адгезии. Клетки 293A в 96-луночном планшете трансфицировали плазмидой, экспрессирующей белок F (0.1 мкг) с использованием липофектамина 2000 и анализировали при 20 hpt. Трансфицированные клетки фиксировали 4% параформальдегидом в течение 20 минут при комнатной температуре и клетки блокировали с использованием 1% бычьего сывороточного альбумина (BSA; KPL) в PBS. Каждое антитело разводили в 0,66% BSA. Клетки инкубировали с мотавизумабом, гуманизированным МАb, которое распознает как пре-F, так и пост-F, или с одним из двух человеческих антител, специфичных к пре-F-белку, D25 или AM14 (10 нг / мкл) в течение 1 ч при 25 ° С. ° C, затем козьих вторичных антител против человека, конъюгированных с пероксидазой хрена (HRP) (0.4 нг / мкл; KPL) в течение 1 ч при 25 ° C. Субстрат OPD (Thermo Scientific) добавляли на 15 мин с последующим гашением 50 мкл 2,5 М H ₂ SO ₄ . Сто микролитров каждого супернатанта переносили в свежий 96-луночный планшет, и оптическую плотность считывали при 490 нм с использованием планшет-ридера Wallac Victor3. Следующие контрольные белки были включены для демонстрации специфичности антител: (i) стабилизированный тример пре-F (DS-Cav1) (27), (ii) мономер пре-F (HC117; содержит мутации в обоих сайтах фурина для предотвращения расщепления, я.е., RARR в NATR в сайте 1 и KKRKRR в KDDDDK в сайте 2) и (iii) пост-F (RSV F ΔFP; имеет делецию 10 остатков с N-конца гибридного пептида) (24, 25) . Линейность в отношении уровней экспрессии белка продемонстрирована на фиг. 5A. Для этой цели клетки 293A в 96-луночном планшете трансфицировали различными концентрациями ДНК WT F, как показано на рисунке, и анализировали, как описано выше.

БЛАГОДАРНОСТИ

Исследование, представленное в этой публикации, было поддержано Национальным институтом аллергии и инфекционных заболеваний (NIAID) Национального института здравоохранения (NIH) под номерами наград R01AI095684 (75%) и P01AI112524 (25%).

Авторы несут ответственность за представленный контент и не обязательно отражают официальную точку зрения NIH.

СНОСКИ

• Получено 16 апреля 2018 г.
• Принято 7 мая 2018 г.
• Рукопись опубликована в Интернете 9 мая 2018 г.

• Авторское право © Американское общество микробиологии, 2018 г.

Индукция боковых просветов за счет разрушения базолатерального мотива сортировки на основе монолейцина в бетацеллюлине | Журнал клеточной науки

Учитывая роль ошибочного трафика BTC в индукции боковых просветов, мы исследовали регуляцию формирования бокового просвета с помощью ошибочно выбранных BTC.Биологическая активность BTC в первую очередь опосредуется зависимым от металлопротеиназ расщеплением и связыванием с его родственными рецепторами, EGFR и ERBB4 (Sahin et al., 2004). Клетки MDCK экспрессируют приблизительно 40 000 EGFR; о наличии ERBB4 не сообщалось. Мы заблокировали активность EGFR с помощью необратимого ингибитора тирозинкиназы EGFR, EKI-785, чтобы проверить, влияет ли измененная передача сигналов EGFR на формирование бокового просвета, вызванное неправильным трафиком BTC (Discafani et al., 1999). Инкубация с EKI-785 не влияла на специфичность сортировки BTC; BTC-EGFP оставался на базолатеральной поверхности, и неполяризованная сортировка мутантов C3 / TM не изменялась.Однако инкубация с EKI-785 значительно уменьшила размер и количество боковых просветов более чем на 50% в (C3 / TM) BTC – EGFP-экспрессирующих клетках (рис. 7A – C). Уменьшение площади и количества боковых просветов не было статистически значимым в BTC – EGFP-экспрессирующих клетках после инкубации с EKI-785 (рис. 7B, C). Площадь бокового просвета родительских клеток MDCK также значительно уменьшилась после инкубации с EKI-785 (фиг. 7C). Затем мы наблюдали родительские и (C3 / TM) BTC-EGFP-экспрессирующие клетки MDCK в тесте наложения коллагена с добавлением коллагена поверх установленного эпителия.В течение 2 дней после добавления коллагена (который активирует передачу сигналов интегрина на верхушке и обеспечивает сильный поляризационный сигнал) родительские монослои MDCK трансформируются в бислой с апикальными поверхностями, обращенными друг к другу (рис. 7D, верхняя панель). (C3 / TM) BTC – EGFP-экспрессирующие клетки MDCK, однако, не смогли сформировать прозрачный бислой и вместо этого были представлены в виде многослойных структур; в этих клетках двухслойные структуры были достигнуты только путем ингибирования передачи сигналов EGFR посредством обработки EKI-785, что указывает на антагонистические отношения между EGFR и передачей сигналов интегрина в этом анализе (рис.7Г, нижние панели). Взятые вместе, эти данные предполагают, что ошибочно выбранный BTC индуцирует образование бокового просвета, процесс, который зависит, по крайней мере частично, от передачи сигналов EGFR.

.

No related posts.