Несмотря на то, что бурсы являются нормальными анатомическими структурами с синовиальной оболочкой, но в ряде случаев могут подвергаться альтерации, что приводит к хроническому воспалению. Наиболее часто встречающаяся локализация бурсита — киста Бейкера. Частота этой патологии, выявляемой при обращении к врачу по поводу болей в области коленных суставов, значительно колеблется в пределах от 3,4 % до 32 %. Несмотря на длительную историю изучения заболевания встречаются лишь единичные работы, упоминающие гистологическое строение кисты Бейкера. Ряд авторов отмечает, что подколенные кисты у детей отличаются от взрослых и имеют свои характерные особенности. Цель исследования. Изучение и сравнение особенностей гистоморфологии кист Бейкера детей и взрослых на основании операционного материала, полученного от пациентов ортопедических отделений.
Материалы и методы. Объектом исследования стал операционный материал, полученный от больных, находившихся на лечении в ортопедических отделениях города Екатеринбурга. Пациенты были разделены на две возрастные группы, младше и старше 18 лет. В первой группе было — 4, а во второй — 16 человек. Образцы для гистологического изучения были взяты в результате открытого иссечения кисты. Полученные препараты окрашивали гематоксилином-эозином, по Ван Гизону и пикросириус красным. Биоптаты дополнительно исследовались в сканирующем электронном микроскопе.
Заключение. В данной статье мы предприняли попытку сравнить гистоморфологические изменения в стенке кисты Бейкера пациентов детского и старшего возрастов, а также провести анализ найденных особенностей. Выявленные нами особенности строения стенки кист позволили нам сделать вывод, что сформировавшаяся киста Бейкера является уже самостоятельной патологией, утяжеляющей течение сопутствующих суставных заболеваний.
Ключевые слова: подколенная киста, взрослый, ребенок, биопсия, сравнительная гистология
Despite the fact that bursa are normal anatomical structures with a synovial membrane, but in some cases can undergo alteration, which leads to chronic inflammation. The most common localization of bursitis is Baker's cyst. The frequency of this pathology, detected when contacting a doctor for pain in the knee joints, varies significantly from 3.4 % to 32 %. Despite the long history of studying the disease, there are only isolated works mentioning the histological structure of Baker's cyst. A number of authors note that popliteal cysts in children differ from adults and have their own characteristics. The aim . To study and compare the features of histomorphology of Baker's cysts in children and adults on the basis of surgical material obtained from patients of orthopedic departments.
Materials and methods. The object of the study was the surgical material obtained from patients who were treated in orthopedic departments of the city of Yekaterinburg. The patients were divided into two age groups, younger and older than 18 years. There were 4 people in the first group, and 16 people in the second. Samples for histological examination were taken as a result of open excision of the cyst. The resulting drugs were stained with hematoxylin-eosin, according to Van Gizon and picrosirius red. The biopsy specimens were further examined in a scanning electron microscope.
Conclusion. In this article, we attempted to compare histomorphological changes in the wall of baker's cyst in patients of childhood and older ages, as well as to analyze the features found. The features of the structure of the cyst wall revealed by us allowed us to conclude that the formed Baker's cyst is already an independent pathology that aggravates the course of concomitant joint diseases.
Keywords: popliteal cyst, adult, child, biopsy, histology, comparative
Введение. Кистозные образования вокруг коленного сустава представляют собой отграниченные от окружающих тканей фиброзной стенкой скопления жидкости [1]. Частота кист Бейкера, выявляемых у взрослых при обращении к врачу по поводу болей в области коленных суставов, колеблется и варьирует от 3,4 % до 32 % [2, 3]. Подколенные кисты встречаются у 3,4–20 % детей [4], чаще всего в возрасте от 4 до 7 лет.
Несмотря на длительную историю изучения данной патологии встречаются лишь единичные работы, указывающие на то, что подколенные кисты у детей отличаются от взрослых и имеют свои характерные особенности [5]. В доступной нам литературе количественное сравнение гистоморфологических особенностей строения кист Бейкера у детей и взрослых освещено недостаточно.
Цель исследования: изучение гистоморфологическое строение кист Бейкера у детей и взрослых, а также выполнение анализа выявленных отличий.
Материалы и методы. Работа основана на результатах гистологических исследований операционного материала, полученного от 20 больных, находившихся на лечении в ортопедических отделениях города Екатеринбурга. По возрасту пациенты были разделены на две группы, младше и старше 18 лет. В первой группе было — 4, а во второй — 16 человек. На все медицинские вмешательства и на участие в эксперименте были предварительно оформлены информированные согласия. Из всех биоптатов взрослых субъектов для гистоморфологического анализа выделили полнослойный участок стенки кисты, который сразу для фиксации помещали в 10 % раствор формалина при 20 °С на 24–48 ч. В дальнейшем для получения гистологических срезов фиксированный и промытый материал заливали в парафин. Ткани кисты Бейкера пациентов детского возраста были направлены в патоморфологическую лабораторию уже в парафиновых блоках.
Предварительно из каждого фрагмента тканей перед погружением в раствор формалина острым скальпелем отсекали несколько кусочков кисты для исследований в сканирующем электронном микроскопе AURIGA FIB-SEM workstation («Carl Zeiss & MT», Германия) с STEM детектором в диапазоне увеличения 1200–50000.
Полученные фрагменты также окрашивали гематоксилином-эозином и по Ван Гизону Обнаружение и дифференцирование коллагеновых волокон проводили на препаратах, окрашенных пикросириус красным, при этом коллагеновые волокна I типа приобретали ярко-красный цвет, а коллаген III типа — сине-зеленый. После окрашивания микропрепараты исследовали под световым микроскопом Leica DM 2500 с возможностью вывода изображения на монитор компьютера.
Стенку кисты измеряли с применением программы «Мастер Морфология», отдельно определяли толщину наружного, среднего и внутреннего слоев. Для анализа степени васкуляризации, подсчитывали количество кровеносных сосудов на единицу площади ткани в 20 полях зрения, выводили среднеарифметическое и стандартную ошибку. Степень выраженности воспаления определяли, как число клеток лимфоидного ряда на единицу площади в 20 полях зрения. Статистическую обработку результатов осуществляли с помощью непараметрических методов в программе «Statistika 10.0».
Результаты исследования. При анализе препаратов детских и взрослых кист мы условно выделили три слоя стенки образования. Внутренний — представлен в большинстве случаев деструктивно измененными синовиальными клетками с подлежащей рыхлой соединительной тканью. Средний — волокнистый слой, в котором преобладали разные по диаметру коллагеновые волокна с продольной ориентацией. Наружный — также был представлен рыхлой соединительной тканью с включением жировой ткани, которой проходят многочисленные кровеносные сосуды. Васкуляризация обнаружена нами во внутреннем и наружном слоях стенки кисты.
При гистологическом исследовании кисты Бейкера взрослых пациентов установлено, что ее внутренний слой в большинстве случаев состоял из синовиальных клеток с дистрофическими либо некротическими изменениями. Средний и наружный слои были представлены плотной и рыхлой соединительной тканью с преобладанием волокнистых структур в среднем слое. Со стороны микроциркуляторного русла определись признаки капилляростаза с краевым стоянием форменных элементов крови (рис. 1). При электронной микроскопии этого же биоптата видна рыхлая неоформленная соединительная ткань из интактных коллагеновых фибрилл с характерной исчерченностью, обнаруживались капилляры с эритроцитом в просвете (рис. 2). Характер воспалительного инфильтрата и его состав зависел от фазы воспаления или ремиссии в структурах стенки кисты. В единичных случаях в стенках кисты были обнаружены в бессосудистой зоне очаги гиалинового хряща (Рис. 3).
При окраске по Ван Гизону и по Вейгерту в стенке кисты определялись волокна соединительной ткани разной степени зрелости, отмечался умерено выраженный интерстициальный отек. В поверхностных слоях наблюдалась очаговая деструкция и фрагментация коллагеновых волокон с фокусами мукоидного набухания в поверхностных слоях. Нативность препарата подтверждалось визуализацией на электронограмме процесса сборки пучков коллагеновых фибрилл фибробластом со слаборазвитыми органеллами, многочисленными отростками и дифференцированным хроматином (Рис. 4).
Иногда стенки кисты были представлены рыхлой волокнистой соединительной тканью и фокусами липоматоза и периваскулярной лимфоидной инфильтрацией. Данный факт подтвержден электронной микроскопией, обнаружившей многочисленные жировые клетки и расположенные вокруг них фибробласты и интактные коллагеновые фибриллы с исчерченностью (рис. 5). Клетки фибробластов имели слаборазвитые органеллы, их цитоплазма была незначительно вакуолизирована.
При гистологическом исследовании детских гистопрепаратов установлено, что их строение сходно с гистоморфологией стенки кисты взрослых пациентов. При анализе и визуализации волокон коллагена 1 и 3 типа с помощью окраски пикросириус красный установлено, что в стенке кисты детей содержались толстые коллагеновые волокна 1 типа и тонкие волокна 3 типа (Рис. 6). Это характерная отличительная черта, поскольку в стенке кисты Бейкера взрослых пациентов были обнаружены только коллагеновые волокна 1 типа, а коллагеновые волокна 3 типа не определялись вовсе (Рис. 7).
При морфометрическом исследовании толщины стенок кисты нами было установлено, что у детей толщина всех трех слоев достоверно больше, чем у взрослых (при р ‹ 0,05). Так, например, среднее значение общей толщины стенки кисты у детей 621,48 мкм, а у взрослых — 464,88, что на 25,2 % меньше.
Показатель степени васкуляризации стенки кисты у взрослых и детей практически не отличался (3,52 и 3,33 соответственно), а видимое различие оказалось статистически незначимым. При анализе было выявлено, что у взрослой группы степень выраженности воспаления (8,45) по сравнению с детской (11,12) был ниже на 24,1 % (достоверность U=22,5, р=0,03). Учитывая полученные нами данные, можно предположить, что фаза экссудативного воспаления менее выражена, чем продуктивная, причем как у взрослых, так и у детей.
Обсуждение полученных данных.
Выявленные многослойность и двухуровневый тип кровоснабжения стенки кисты Бейкера свидетельствуют о патологической модификации сумок заднемедиальной части коленного сустава, что подтверждается опубликованными ране работами [6,7]. Зафиксированное нами отсутствие дупликатуры синовиального слоя в полости кисты Бейкера свидетельствует о несостоятельности теории патогенеза по типу «грыжевого» выпячивания синовиальной оболочки [8].
Измеренная в ходе эксперимента средняя толщина кисты у взрослых и детей составила 464, 88 мкм и 621,48 мкм соответственно, что значительно больше, чем толщина нормальных бурс в юношеском возрасте — 87,56±1,06 мкм (мин — 85,14; макс — 88,74) [9]. Данный факт легко объясним тем, что в стенке кисты преобладает пролиферативное воспаление, характеризующееся не только лимфогистоцитарной инфильтрацией, но и синтезом фибрина и фибриллярных белков и коллагена. А более толстая стенка у детей связана с преобладанием синтеза эластичных волокон в этот возрастной период.
Павлова В. Н. [10], изучая особенности матриксных структур синовиальной оболочки взрослых пациентов обнаружила, что в его составе преобладают коллагена I и III типов, причем на долю коллагена III типа приходится от 19 % до 50 %, что значительно превышает содержание по сравнению с другими соединительнотканными структурами. Тот факт, что коллаген III типа отсутствует в стенке кисты Бейкера у взрослых, но выявляется у пациентов детского возраста, указывает на необратимые деструктивные трансформации в тканях икроножно-полуперепончатой бурсы под воздействием длительного хронического воспалительного процесса.
Заключение. Таким образом, проведённое гистологическое показало, что у взрослых и детей стенка кисты имеет аналогичное строение с четким выделением трех слоев (внутренний, средний, наружный). Преобладание в стенке кисты очагов ангиоматоза у взрослых, в отличии от чаще встречающейся рыхлой соединительной ткани и межклеточного вещества в кистах пациентов детского возраста, свидетельствует о ее длительном существовании и преимущественном накоплении волокнистых коллагеновых структур. В связи с этим, длительно существующая киста Бейкера является очагом хронического воспалительного процесса, тесно связанным с необратимыми патологическими изменениями в структуре стенки изначально нормальной бурсы.
Рис. 1. Периваскулярная инфильтрация лимфоидных элементов в стенке кисты. Окраска гематоксилином и эозином. Увеличение х 200
Рис. 2. Электронограмма. Коллагеновые фибриллы с характерной исчерченностью, виден капилляр с эритроцитом в просвете Увеличение х 5000
Рис. 3. Фокус некроза волокнистых структур в стенке кисты. Очаг хондрогенеза (гиалиновый хрящ). Окраска по Ван Гизону и Вейгерту. Увеличение х 100
Рис. 4. Электронограмма. Экзоцитоз коллагеновых фибрилл фибробластом в межклеточное вещество. Увеличение х 10000
Рис. 5. Электронограмма. Признаки липоматоза стенки кисты Бейкера. Отмечаются гипертрофированные жировые клетки среди фибробластов и коллагеновых фибрилл. Увеличение х 10000
Рис. 6. Стенка кисты ребенка 5 лет. 1 — коллагеновые волокна I типа; 2 — коллагеновые волокна III типа. Окраска пикросириусом красным. Увеличение х100
Рис. 7. Стенка кисты взрослого пациента. 1 — коллагеновые волокна I типа. Окраска пикросириусом красным. Увеличение х100
Информация о вкладе каждого автора: Жиляков А. В. — концепция и дизайн исследования; Язовских И. И. — сбор и обработка материалов; Чазова Е. О. — написание и редактирование текста; Голикова В. А. — статистическая обработка данных.
Финансирование. Результаты являются частью НИОКР, профинансированной из средств гранта по программе «Старт», выданного Федеральным государственным бюджетным учреждением «Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере» (Фонд содействия инновациям).
Конфликт интересов. Авторы заявляют, что данная работа, ее тема, предмет и содержание не затрагивают конкурирующих интересов.
Литература:
- Billières J., Lascombes P., Peter R. Popliteal cysts: etiologic and therapeutic approach //Revue medicale suisse. — 2014. — V. 10. — №. 432. — P. 1211–1215
- Shikhare S. N., See P.L P., Chou H., Al-Riyami A. M., Peh W. C. Magnetic Resonance Imaging of Cysts, Cystlike Lesions, and Their Mimickers Around the Knee Joint //Canadian Association of Radiologists Journal. — 2018. — V. 69. — №. 2. — P. 197–214
- Дулаев А. К., Заяц В. В., Дыдыкин А. В., Джусоев И. Г. Хирургическое лечение рецидивирующих кист Бейкера с применением эндоскопической техники //Травматология и ортопедия России. — 2014. — №. 2 (72)
- Kim H. K., Zbojniewicz A. M., Merrow A. C., Cheon J. E., Kim I. O. Emery K. H. MR findings of synovial disease in children and young adults: Part 1 //Pediatric radiology. — 2011. — V. 41. — №. 4. — P. 495–511
- Медведева С. Ю., Дьячкова Г. В., Дьячков К. А., Мигалкин Н. С., Мальцева Л. В. Возрастные, ультразвуковые и гистоморфологические особенности кисты Бейкера // Журнал анатомии и гистопатологии. — 2018. — Т. 7. — №. 2. — С. 44–49.
- Нурбулатова Л. Г., Вагапова В. Ш. Кровеносное микроциркуляторное русло стенок синовиальных сумок коленного сустава //Медицинский вестник Башкортостана. — 2010. — Т. 5. — №. 5. — С. 117–120.
- Trăistaru R. O. D. I. C. A., Popescu R., Gruia C., Rogoveanu O. A complex assessment of patients with knee osteoarthritis and Baker’s cyst: observational study //Rom J Morphol Embryol. — 2013. — V. 54. — №. 3. — P. 593–601
- Cravener E. K. Hernia of the knee joint (Baker's cyst) //JBJS. — 1932. — V. 14. — №. 1. — P. 186–187.
- Костина Ю. В., Вагапова В. Ш. Строение синовиальных сумок коленного сустава у детей, подростков и юношей //Медицинский вестник Башкортостана. — 2011. — Т. 6. — №. 4. — С. 104–107.
- Павлова В. Н., Павлов Г. Г., Шостак Н. А., Слуцкий Л. И. Сустав: морфология, клиника, диагностика, лечение //М.: ООО «Издательство «Медицинское информационное агентство. — 2011. — 552 с.
