Нарушение дифференцировки эпидермальных клеток при лимфопролиферативных заболеваниях кожи


Изучена ультраструктура процесса кератинизации кератиноцитов у 10 пациентов с лимфомами кожи и 6 больных с псевдолимфомами. У больных лимфомами кожи обнаружены морфологические признаки увеличения пролиферативной активности базалиоцитов на ранних стадиях и нарушение их дифференцировки при прогрессировании заболевания. При синдроме псевдолимфомы система тонофиламентов была развита слабо, гранулы кератогиалина отсутствовали, а число пластинчатых гранул было увеличено. Обнаруженные изменения указывают на наличие незрелого эпидермиса у больных лимфомами, что имеет важное значение в морфогенезисе.

Impairment differentiation of epidermal cells in lymphoproliferative diseases of the skin 

The ultrastructure of the process of keratinization of keratinocytes was studied at 10 patients with lymphoma of the skin and 6 patients  with pseudolymphoma. In patients with lymphoma of the skin revealed morphological signs of increased proliferative activity bazaliocytes in the early stages and violation of their differentiation in the progression of the disease. At syndrome pseudolymphoma system was poorly developed tonofilaments, keratohyalin granules were absent, and the number of lamellar granules was increased. The observed changes indicate the presence of an immature epidermis of patients with lymphoma, which is important in morphogenesis. 

Кератинизация — процесс специфической дифференцировки эпидермальных клеток, направленный на формирование кератина по мере их продвижения к роговому слою. При электронно-микроскопическом изучении кератинизации выделяют такие взаимосвязанные процессы, как синтез фибриллярных белков и превращение их в кератиновые фибриллы, синтез гранул кератогиалина и пластинчатых гранул и постоянная перестройка эпидермальных клеток с дезинтеграцией ядра и цитоплазматических органелл, завершающаяся образованием роговых чешуек [1]. Создание предшественников кератиновых фибрилл начинается уже в базальных клетках эпидермиса с формированием промежуточных филаментов или тонофиламентов. В этих клетках тонофиламенты складываются в пучки (тонофибриллы), которые располагаются вокруг ядра и по длиннику клетки и, направляясь к клеточной мембране, прикрепляются к десмосомам, образуя комплексы тонофиламент-десмосома (рис.1). 

Рисунок 1. Биоптат нормальной кожи. Отсутствие межклеточного отека в эпидермисе. Кератиноциты нормальной структуры, кубической формы с округло-овальными ядрами. Тонофибриллы расположены вокруг ядра с образованием комплексов тонофиламент-десмосома. Здесь и далее электронограммы, ув. 18000.

Нарушение дифференцировки эпидермальных клеток при лимфопролиферативных заболеваниях кожи


В шиповатом слое пучки тонофиламентов крупнее, в зернистом появляются гранулы кератогиалина, имеющие неправильную разветвленную форму и высокую плотность. Морфологически формированию кератина предшествует образование в клетках зернистого слоя тонофибриллярно-кератогиалиновых комплексов. Кератин роговых чешуек состоит из кератиновых филаментов, заключенных в аморфный матрикс.

Наибольшее количество органелл содержится в цитоплазме базальных клеток (митохондрии, рибосомы и полисомы, цистерны эндоплазматической сети, комплекс Гольджи, лизосомы). В клетках верхних отделов эпидермиса число цитоплазматических органелл постепенно уменьшается до полного исчезновения в роговых чешуйках. В верхних отделах шиповатого и зернистого слоев в цитоплазме эпителиоцитов появляются пластинчатые гранулы (кератиносомы), которые содержат липиды в ламеллярных структурах и гидролитические ферменты в аморфном матриксе. В зернистом слое происходит дезинтеграция ядер эпителиоцитов, которые полностью исчезают в роговом слое. Между зернистым и роговым слоями располагается ряд промежуточных клеток с маргинальной полосой по периферии, содержащих ядра в различных стадиях дезинтеграции.

Цель исследования: изучить процесс кератинизации – специфической дифференцировки эпидермальпых клеток путем электронно-микроскопического исследования тонофиламентов, гранул кератогиалинина, пластинчатых гранул и маргинальной полосы промежуточных и роговых клеток, а также по состоянию ядра и степени развития цитоплазматических органелл в нижних отделах эпидермиса и их изменению в верхних отделах при лимфопролиферативных заболеваниях кожи (ЛПЗК).

Материал и методы исследований


Для изучения процесса кератинизации эпидермальных клеток проводили электронно-микроскопическое исследование биоптатов кожи по общепринятой методике в электронном микроскопе «Hitache» (Япония) [2]. Диагностику лимфом и псевдолимфом проводили гистологически, с последующим иммунофенотипированием инфильтрата с помощью панели моноклинальных антител по утвержденным протоколам и стандартам обследования [3,4]. Полученные результаты интерпретировали согласно классификации ВОЗ\EORTC [5, 6, 7, 8]. Из 16 обследованных Т-клеточные лимфомы кожи выявлены у 10. Из них у 5 — грибовидный микоз (у 3, 2 и 1 соответственно I, II и III стадия), иммунофенотип: СД2+, СД3+, СД5+, СД45RO+, СД4+, у 2-х выявлена плеоморфная Т-клеточная лимфома из средних и крупных лимфоидных клеток с иммунофенотипом СД3+, СД4+, СД8+\-, у 1 — СД30+ анапластическая крупноклеточная лимфома, у 1 — NK-лимфома СД2+, у 1 — СД8+ — Т-клеточная лимфома. Псевдолимфомы диагностированы у 6 пациентов (по 2 — актинический ретикулоид, лимфоцитарная инфильтрация Йесснера-Канофа, синдром псевдолимфомы соответсвенно). Иммунофенотип клеток инфильтрата: СД3+, СД4+, СД5+,СД30+, СД43+. Контролем служили биоптаты 3 здоровых лиц.

Полученные результаты

Ультраструктурное исследование эпидермиса больных псевдолимфомами показало, что эпидермис был отделен от дермы базальной мембраной, состоящей из электронно-плотного и электронно-прозрачных слоев. Непосредственно к базальной мембране прилегали клетки базального слоя эпидермиса, состоящего из одного ряда клеток, соединенных друг с другом десмосомами, количество которых в дистальной части клетки было больше, чем в боковых ее частях. Ядра базальных клеток округло-овальной формы, в кариоплазме хорошо выражен хроматин, распределяющийся более или менее равномерно с небольшим уплотнением по периферии ядра. Ядра содержали одно или два ядрышка. В цитоплазме базальных клеток находились органоиды: митохондрии, эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, рибосомы и полирибосомы, а также специфические для них структуры — тонофибриллы и различные включения (меланиновые гранулы, липиды). Шиповидный слой эпидермиса состоял из 2-4 рядов клеток, в нижних рядах круглых, при переходе к более верхним слоям — уплощенных. Плазматические мембраны соседних шиповидных клеток образовывали многочисленные взаимопроникающие складки, которые наблюдались как в местах соединения шиповидных клеток с базальными, так и в местах соединения базальных друг с другом. Вдоль этих извилистых мембран располагались многочисленные десмосомы. В ядрах клеток были видны митозы с образованием 3-4х ядрышек (рис.2).

 Рисунок 2. Шиповидный слой эпидермиса при синдроме псевдолимфомы. Митоз с образованием 4-х ядрышек внутри ядра. Плазматические мембраны клеток образуют взаимопроникающие выросты. Межклеточный отек.

Нарушение дифференцировки эпидермальных клеток при лимфопролиферативных заболеваниях кожи

Ультраструктура шиловидных клеток в основном была сходна с ультраструктурой базальных, но отличалась от нее гораздо большим количеством десмосом, образованием тонофиламентами более компактных тонофибрилл. Гранулы меланина в цитоплазме клеток шиловидного слоя отсутствовали, за исключением единичных, встречавшихся в нижних рядах клеток. Количество митохондрий также было уменьшено.

Зернистый слой эпидермиса состоял из одного-двух рядов клеток, большей частью сильно уплощенных, клеточные мембраны имели ровные контуры. Ядра зернистых клеток имели вытянутую или неправильную форму, часто были пикнотичными, в некоторых клетках отсутствовали. Хроматин в ядрах распределялся неравномерно, скопляясь у ядерной мембраны. Клетки зернистого слоя соединялись друг с другом десмосомами обычного строения. Органоиды в цитоплазме зернистых клеток, особенно эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи, были выражены слабо, митохондрии же в большинстве клеток отсутствовали, а сохранившиеся имели нечеткую внутреннюю структуру и представляли собой вакуоли, у внутреннего листка мембраны которых были видны остатки крист. Менее выражена была в зернистых клетках и система тонофиламентов. Характерно, что в зернистых клетках присутствовали гранулы кератогиалина. Клетки зернистого слоя резко переходили в роговой, который состоял из трех отделов: базального, промежуточного и поверхностного. Клетки рогового слоя были сильно уплощены, имели зубчатые контуры, друг от друга отделялись межклеточными промежутками. Роговые пластинки соединялись между собой десмосомами уплощенной структуры. В биоптатах из очагов поражения при синдроме псевдолимфомы отмечалась слабо развитая система тонофиламентов, гранулы кератогиалина отсутствовали, а число пластинчатых гранул было увеличено.

На обзорных электронограммах биоптатов эритематосквамозных элементов поражения у больных с лимфомами кожи определялись вакуолизация эпидермоцитов и расширение межклеточных промежутков — от базального до рогового слоя эпидермиса (рис. 3). В межклеточных промежутках часто обнаруживались аморфные массы, гранулы меланина, фрагменты отростков клеток Лангерганса и меланоцитов. Целостность базальной мембраны нарушалась при проникновении лимфоидных клеток в эпидермис. Среди базальных кератиноцитов определялось значительное количество клеток вытянутой формы, ориентированных длинной осью к поверхности кожи (рис. 4). Ядра, базальных и шиповидных эпидермальных клеток были крупные, с многочисленными инвагинациями. Нуклеоплазма высокой электронной плотности, участки гетерохроматина распределены по всей цитоплазме с конденсацией у ядерной мембраны. В ядре определялись 1-2 крупных компактных ядрышка.

 Рисунок 3. Грибовидный микоз, I стадия.Биоптат эритематосквамозного элемента: расширение межклеточных промежутков меж- и внутриклеточные вакуоли.

Нарушение дифференцировки эпидермальных клеток при лимфопролиферативных заболеваниях кожи

Рисунок 4. Лимфомы кожи 2 стадия. Биоптат эритематосквамозного элемента: базальный кератиноцит (БК) вытянутой формы с большим ядром и компактным ядрышом, взаимодействие с клеткой Лангерганса (БK) и лимфоцитом (Л). Межклеточный отек. Нарушение целостности базальной мембраны, десмосомальных связей.

Нарушение дифференцировки эпидермальных клеток при лимфопролиферативных заболеваниях кожи

Цитоплазма базалиоцитов, как и ядро, имела высокую электронную плотность, хорошо развитые пучки тонофиламентов, образующих комплексы тонофиламент — десмосома. В цитоплазме базальных и шиповатых клеток определялись в большом количестве рибосомы, конденсированные митохондрии, отдельные цистерны эндоплазматической сети, лизосомы и крупные вакуоли. Органеллы располагались по всей цитоплазме клетки, и вблизи ядер были видны лишь рибосомы и единичные митохондрии. Среди клеток базального и шиповидного слоев с высокой электронной плотностью встречались фигуры патологического митоза. Деструктивно измененные кератиноциты, они имели пикнотичное ядро и просветленную цитоплазму, в которой определялись немногочисленные тонофиламенты, расширенные цистерны эндоплазматической сети, вакуолизированные митохондрии, участки цитолиза. Деструкция начиналась с образования внутри или перинуклеарного отека или крупных вакуолей в цитоплазме. Десмосмы были в виде плотных образований с центральным просветлением в межклеточных промежутках, что свидетельствовало об их ретракции.

Зернистый слой состоял из нескольких рядов клеток. В кератиноцитах зернистого слоя тонофиламенты в пучках были расположены более рыхло. Гранулы кератогиалина обнаруживались в отдельных клетках, имели, в отличие от нормальных, меньшие размеры и сглаженные контуры. Количество кератиносом было снижено, чаще встречались вакуолизированные формы. В отдельных кератиносомах выявлялось небольшое число папиллярных структур, остальная часть была заполнена гомогенным матриксом. Промежуточный слой состоял, в отличие от нормы, из 1-3 рядов клеток с маргинальной полосой по периферии. Эти клетки содержали пикнотичные ядра, тонофиламенты, рибосомы, митохондрии, липидные капли. Ядра имелись на отдельных участках этого слоя (очаговый паракератоз). Роговые чешуйки при лимфомах кожи были заполнены аморфным кератином. В чешуйках среднего отдела рогового слоя иногда отмечались просветленные участки, на которых, в свою очередь, определялось отложение вещества более плотного, чем кератин, представляющего собой, по-видимому, остатки хроматина — продукцию дезинтеграции ядра.

При прогрессировании заболевания в биоптатах кожи больных с бляшечными и опухолевыми элементами поражения наблюдалась дальнейшая морфологическая трансформация кератиноцитов, сопровождавшаяся изменением их цитоархитектоники, что выражалось, прежде всего, увеличением количества промежуточных филаментов и микротрубочек и накоплении лизосомоподобных включений и вакуолей. Цитодеструктивные изменения проявлялись в дегрануляции ядрышек, образовании очагов лизиса нуклеоплазмы, деструкции небольших участков плазмолеммы, накоплении в цитоплазме мембраноподобных структур, уменьшении профилей зернистой эндоплазматической сети, разрушении митохондрий, рибосом, комплекса Гольджи, ретракции десмосом, отсутствии тонофибрилл и комплексов тонофиламент-десмосома. Цитотоксическое действие лимфобластов на эпидермациты проявлялось наличием зоны лизиса вокруг них.

Таким образом, при изучении ультраструктуры эпидермальных клеток у больных с лимфомами кожи обнаружены морфологические признаки увеличения пролиферативной активности базалиоцитов на ранних стадиях и нарушение дифференцировки кератиноцитов при прогрессировании заболевания. В отличие от лимфом кожи при синдроме псевдолимфомы система тонофиламентов была развита слабо, гранулы кератогиалина отсутствовали, а число пластинчатых гранул было увеличено. Указанные данные свидетельствуют о различных механизмах нарушения кератинизации при этих заболеваниях и согласуются с наблюдениями других авторов [9, 10, 11, 12].

Полученные результаты приобретают особое значение, если учесть, что в базальных участках эпидермиса выявлена субстанция со свойствами тимоноэтина [13, 14]. Эпидермоциты секретируют цитокины, подобно эпителию тимуса, которые в норме способствуют внетимусной дифференцировке Т-лимфоцитов [15]. Учитывая принцип сопряженности структуры и функции [16], можно думать, что реакция эпидермиса на предполагаемые экзо- и эндоэтиологичекие факторы у больных лимфомами кожи, проявляющиеся повышенной пролиферацией эпидермальных клеток, приводит к нарушению функции этих клеток, в частности к повышению продукции ряда цитокинов, стимулирующих воспалительные и пролиферативные реакции в пораженной коже.

 

Э.Ф. Гарифуллина, З.Р. Хисматуллина, З.Г. Тухватуллина

Башкирский государственный медицинский университет, г. Уфа 

Гарифуллина Эльмира Фанисовна — аспирант кафедры дерматовенерологии

 

Литература:

1. Михайлов И.Н. Структура и функция эпидермиса. — М.: Медицина, 1999. — С. 48-106.

2. Капкаев Р.А. Атлас электронно-микроскопических исследований кожи. — Ташкент, 2002. — С. 187.

3. Кунгуров Н.В., Кохан М.М., Сазонов С.В., Азовская Т.Ю., Куклин И.Я. Алгоритмы клинико-лабораторной диагностики злокачественных лимфом кожи // Клиническая дерматология и венерология. — 2002. — №6. — С. 16-19.

4. Клинико-лабораторная диагностика лимфом кожи. Медицинская технология № ФС-2006/299-У от 26 октября 2006 года. ФГУ «Уральский научно-исследовательский институт дерматовенерологии и иммунологии Росмедтехнологий» г. Екатеринбург // Медицинские технологии. — 2009. — №4. — С. 27-34.

5. Казаков Д.В., Кемпф В., Самцов А.В., Бург Г. Злокачественные опухоли лимфоидной ткани с поражением кожи: современные принципы диагностики и краткая характеристика основных нозологических форм // Вестник дерматологии и венерологии. — 2003. — №1. — С. 23-33.

6. Белоусова И.Э., Казаков Д.В., Криволапов Ю.А. Современные подходы к диагностике и лечению первичных лимфом кожи на основе новой ВОЗ-EORTC классификации В-клеточных лимфом кожи // Архив патологии. — 2007. — №6. — С. 48-50.

7. Молочков В.А., Ковригина А.М., Овсянникова Г.В. Т-клеточные лимфомы кожи: современные походы к клинико-морфологической диагностике (согласно классификации ВОЗ\ЕОRТС) и лечению // Росс. журн. кож. вен. болезней. — 2009. — №3. — С. 4-9.

8. Willemze R., Jaffe E.S., Durg G. et al. WHO-EORTC classification for cutaneous lymphomas // Blood. — 2005. — Vol. 105, №10. — P. 3768-3785.

9. Ламоткин И.А. Поражение кожи при злокачественных лимфопролиферативных заболеваниях: дисс. д.м.н. — СПб., 2001.

10. Ламоткин И.А., Бурлаченко О.В., Тарасенко Ю.Г. Результаты гистологических исследований биоптатов кожи различных клинических типов грибовидного микоз // Росс. журн. кож. вен. болезней. — 2006. — №1. — С. 4-6.

11. Молочков В.А., Лезвинская Е.М., Молочков А.В. Псевдолимфомы – прелимфомы-лимфомы // Росс. журн. кож. вен. болезней. — 2004. — №5. — С. 4-7.

12. Потекаев Н.Н. Реактивные дерматозы // Клиническая дерматология и венерология. — 2010. — №1. — С. 83-86.

13. Kim E.J., Hess S., Richardson S.K. et al. Immunopathogenesis and therapy of cutaneous T-cell lymphoma // J. Clin. Inv. — 2005. — Vol. 115, №5. — Р. 798-812.

14. Рукша Т.Г. Экспрессия внутриклеточного белка TsPO при лимфопролиферативных заболеваниях кожи // Росс. журн. кож. вен. болезней. — 2010. — №3. — С. 7-10.

15. Леенман Е.Е., Мухина М.С., Гиршович М.М., Канаев С.В., Коноплев С.Н. Место дендритных клеток в микроокружении при лимфоме Ходжкина // М.: Архив патологии, 2010. — №2. — С. 3-7.

16. Крыжановский Г.Н. Некоторые общебиологические закономерности и базовые механизмы развития патологических процессов Г.Н. Крыжановский // Архив патологии. — 2005. — №6. — С. 44-49.