Морфологическое состояние аортальной стенки при аневризме восходящей аорты

Резюме

Цель. Оценить морфологическое состояние аортальной стенки восходящей аорты и проксима- льной части дуги аорты у пациентов с аневризмами восходящего отдела аорты.

Материал и методы. В исследование включены 59 пациентов с аневризмой восходящего отдела аорты, которым было выполнено протезирование аорты с пластикой дуги ("полудуга"). Интраоперационно осуществляли забор аортальной стенки на 2 см проксимальнее брахиоцефального ствола (зона А) и в зоне дистального анастомоза при операции "полудуга" (зона В).

Результаты. По данным гистологического исследования, выраженность воспалительной инфильтрации (p=0,810), степень повреждения эластических мембран (p=0,05), фиброзные изменения (p=0,458) медии уменьшаются в дистальном направлении.

Заключение. У пациентов с аневризмой восходящего отдела аорты аортальная стенка на уровне дуги морфологически более сохранна по сравнению с дистальной зоной восходящей аорты. Формирование дистального аортального анастомоза на уровне дуги более предпочтительно при протезировании восходящей аорты.

Ключевые слова:восходящая аорта, аневризма аорты, "полудуга", морфология аортальной стенки

Клин. и эксперимент. хир. Журн. им. акад. Б.В. Петровского. 2018. Т. 6, № 4. С. 43-48.

doi: 10.24411/2308-1198-2018-14006.
Статья поступила в редакцию: 14.05.2018. Принята в печать: 24.10.2018.

Под аневризмой восходящей аорты понимают увеличение ее диаметра >50 мм [1]. Частота такой патологии за последние десятилетия значительно возросла и к настоящему времени достигает 5-10 случаев на 100 тыс. населения в год [2]. Заболевание наиболее характерно для пациентов старшей возрастной группы (50-70 лет). Данная патология аорты выявляется у мужчин в 2-4 раза чаще, чем у женщин [2-4].

Аневризмы восходящей аорты являются абсолютным показанием к хирургическому лечению [5]. При этом различают несколько подходов: обертывание восходящей аорты [6] и протезирование восходящей аорты [7], также предлагается более радикальный подход - протезирование восходящей аорты с пластикой дуги по типу "полудуги" (hemiarch), которая позволяет резецировать больший объем патологически измененной стенки аорты [8]. До настоящего времени отсутствуют единые рекомендации об уровне формирования дистального анастомоза при протезировании аорты у пациентов с аневризмой восходящего отдела.

В основе патогенеза аневризмы аорты лежит изменение ее стенки. Одним из наиболее объективных методов исследования, позволяющих детально оценить морфологическое состояние аортальной стенки, является гистологическое исследование интраоперационного материала. При этом понимание морфологического статуса аортальной стенки на разных участках может помочь в выборе адекватного уровня резекции аневризмы восходящей аорты. В доступной литературе мы не нашли работ, посвященных морфологическим исследованиям аортальной стенки, которые позволили бы фундаментально обосновать преимущество hemiarch-процедуры перед традиционным протезированием. Выявление морфологической структуры аортальной стенки на разных уровнях позволит обосновать необходимый уровень выполнения дистального анастомоза у пациентов с аневризмами восходящей аорты, что и стало целью нашей работы.

Материал и методы

В исследование включены 59 пациентов, которым было выполнено протезирование восходящего отдела аорты с пластикой дуги ("полудуга") в условиях умеренной гипотермии (25-28 °С), циркуляторного ареста и правосторонней антеградной перфузии головного мозга. Средний возраст пациентов составил 54,2±13,4 года. Более чем у 66% пациентов была выявлена артериальная гипертензия. У 36 (61%) пациентов протезирование аорты было дополнено сочетанными кардиохирургическими процедурами (см. таблицу).

У всех пациентов наибольший диаметр аорты отмечался на уровне ее восходящего отдела. Интраоперационно осуществляли взятие аортальной стенки на 2 уровнях: на 2 см проксимальнее брахиоцефального ствола - в зоне формирования дистального анастомоза при стандартном протезировании восходящей аорты (зона А) и в зоне дистального анастомоза при операции "полудуга" (зона В) (рис. 1). При микроскопической оценке препаратов стенки грудной аорты фиксировались следующие морфологические характеристики: степень выраженности воспалительной инфильтрации, структурность эластического каркаса, выраженность фиброза, наличие кистозной дегенерации.

Интраоперационный биоптат фиксировали в 10% нейтральном формалине не менее 48 ч. Затем препараты последовательно обезвоживали в 8 емкостях с раствором на основе абсолютизированного изопропилового спирта в течение 30 ч при комнатной температуре. Обезвоженные образцы заливали в парафиновую среду (t=56 °С) для последующей нарезки на полуавтоматическом микротоме. Парафиновые срезы толщиной 3-4 мкм окрашивали гематоксилином и эозином, орсеином на эластические волокна, по Ван Гизону с последующим заключением образцов в синтетическую монтирующую среду BioMount (BioOptica, Италия). Гистологические препараты изучали в проходящем свете на микроскопе Axioskop 40 (Carl Zeiss, Германия). Микрофотографии гистологических препаратов получали с помощью фотокамеры Canon G10 (Canon, Япония) и обрабатывали в программе ImageJ (NIH, США).

Морфометрическими методами оценивали толщину медии стенки аорты. Линейные характеристики для каждого фрагмента аорты получали как среднее значение от 100 измерений, проведенных на 5 микрофотографиях стенки аорты, окрашенных гематоксилином и эозином, на увеличении×100 в пикселях, после чего на микроскопе переводили согласно калибровочной шкале для данного увеличения (откалибровано с помощью эталона длиной 0,01 мм). Определяли удельную плотность эластических мембран как среднюю величину от 10 измерений, представляющих собой соотношение количества пикселей на микрофотографии, приходящихся на эластические мембраны, к общему количеству пикселей (×400, окраска орсеином на эластический компонент, площадь 10 микрофотографий в пересчете на абсолютные величины соответствует 1 ммткани, освещение настроено по Келлеру).

Для статистической обработки данных использовали программу SPSS 17 для Windows (SPSS Ink, США). Параметры, подчиняющиеся нормальному закону распределения, описывали с помощью среднего значения (M) и стандартного отклонения (±SD); не подчиняющиеся нормальному закону распределения - с помощью медианы (Me) и интерквартильного интервала (Q25-Q75). Качественные данные описывали частотой встречаемости или ее процентом. Для проверки достоверности отличий морфометрических характеристик аорты на разных уровнях ее резекции к данным, подчиненным нормальному закону, применен парный t-критерий Стьюдента для зависимых выборок. Показатели, не подчиняющиеся нормальному закону, проанализированы двухфакторным ранговым дисперсионным анализом Фридмана для связанных выборок и критерием знаковых рангов Вилкоксона. Для проверки достоверности различия количественных данных использовали критерий χ(или с помощью z-критерия с поправкой Бонферонни на непрерывность при p=0,05 в тех случаях, когда χпровести было невозможно). Все статистические показатели считали достоверными при p<0,05.

Результаты

У всех пациентов был диагностирован кистозный медианекроз Гзеля-Эрдгейма в качестве этиологического фактора аневризм восходящей аорты.

В 56% случаев в медии зоны А определяли мононуклеарный инфильтрат и фрагментация эластических мембран. В центральных отделах медиальный слой характеризовался полностью лизированными эластическими мембранами и кистозной дегенерацией, выраженным фиброзом, что подтверждается наличием единичных сосудов в средней трети. Пучки коллагеновых волокон в медиальном слое имели вид сплошной массы (рис. 2).

Рис. 2. Медиальный слой аортальной стенки проксимальной части дуги аорты (зона А): А. Некроз медии. Окраска гематоксилином и эозином, ×400; Б. Очаговый фиброз, фрагментированные эластические мембраны с единичными псевдокистами. Окраска орсеином с докраской пикриновой кислотой, ×400; В. Сосуды медии, периваскулярный инфильтрат, ×400; Г. Коллагеновые волокна в медии. Окраска по Ван Гизону, ×400

Согласно этим гистологическим данным, качество аортальной стенки на исследуемом уровне является непригодным для формирования аортального анастомоза вследствие значительного нарушения ее нормальной морфологической структуры.

Аортальная стенка в зоне В характеризовалась фиброзом с мононуклеарным инфильтратом во внутренних отделах медии. Эластический каркас в виде отдельных мембран определяли только периадвентициально у 73% пациентов. У 27% пациентов во всей толщине медии отмечали деструкция эластического каркаса. Коллагеновые волокна медии, располагаясь вдоль эластических мембран, в большинстве своем были представлены зрелыми волокнами. Вдоль эластических мембран изредка встречались мелкие псевдокисты (рис. 3). С учетом полученных данных стоит отметить, что морфологическое состояние аортальной стенки в этой зоне приближается к ее нормальной структуре.

Рис. 3. Медиальный слой аортальной стенки в средней части дуги аорты (зона В): А. Псевдокисты вдоль эластических мембран, диффузный фиброз. Окраска гематоксилином и эозином, ×400; Б. Эластические мембраны. Окраска гематоксилином и эозином, автофлуоресценция эластина, ×400; В. Коллагеновые волокна. Окраска по Ван Гизону, ×400

При морфометрической оценке состояния аортальной стенки двух зон были отмечены следующие закономерности. Степень выраженности воспалительной инфильтрации медии уменьшается в дистальном направлении (p=0,810). Значительное повреждение эластических мембран определяется в зоне А с тенденцией к восстановлению эластического каркаса в зоне В (p=0,05). Корреляционный анализ выявил положительную связь между плотностью эластических мембран зоны A и зоны В (p=0,005). Фиброзные изменения медии имеют слабую тенденцию к уменьшению выраженности по направлению к дистальному участку аорты (p=0,458). Кистозная дегенерация медиального слоя одинаково выражена во всех исследуемых сегментах аортальной стенки (p=0,802).

Обсуждение

В основе формирования аневризм аорты лежат характерные морфологические изменения аортальной стенки. Известно, что при ряде генетических заболеваний (синдромы Марфана, Лойса-Дитца, Элерса-Данло) причиной развития аневризм грудной аорты являются нарушения в генах, отвечающих за синтез и распад структурных элементов экстрацеллюлярного матрикса аортальной стенки [7]. У возрастных пациентов в стенке грудной аорты также разрушаются эластические волокна, уменьшается их количество. В экспериментальной работе на мышах группой авторов во главе с J.B. Wheeler было показано, что с возрастом снижается плотность экстрацеллюлярного матрикса в среднем слое, происходит утолщение всей аортальной стенки, снижается ее контрактильность [9]. Негативные изменения эластического каркаса отражаются на нормальной подвижности слоев аортальной стенки относительно друг друга и эластичности аортальной стенки [10]. Увеличенная жесткость стенки аорты и сниженный аортальный комплайенс в результате увеличенного давления на стенку клинически проявляются формированием аневризмы и расслоением аорты [11]. В нашем исследовании отмечено, что все структурные элементы аортальной стенки проксимальной части дуги аорты (зона А) были в значительной степени повреждены, а аортальная стенка в средней части дуги аорты (зона В) имела относительно нормальную морфологическую картину. С учетом этого формирование аортального анастомоза в зоне А имеет потенциально высокий риск развития аорто-ассоциированных осложнений, тогда как анастомозирование протеза в зоне В позволяет снизить эти риски.

Известно, что воспаление аортальной стенки восходящей аорты коррелирует с ее последующей дилатацией [12]. Проведенное нами исследование выявило наличие воспалительного инфильтрата во всех исследуемых сегментах аортальной стенки, однако воспаление в зоне В было выражено в наименьшей степени.

С учетом полученных данных полагаем, что формирование дистального аортального анастомоза по типу "полудуги" представляется наиболее оправданным вариантом дистальной реконструк- ции при хирургическом лечении аневризм восходящего отдела аорты.

До настоящего времени не прекращаются дискуссии по поводу эффективности и безопасности протезирования восходящей аорты с пластикой дуги, поскольку данный подход является технически более сложной процедурой и требует проведения церебральной перфузии. С целью выявления рисков операций по типу "полудуги" и стандартного протезирования восходящего отдела аорты S.C. Malaisrie и соавт. провели сравнительный анализ результатов этих вмешательств. Авторы не выявили статистически достоверных различий по частоте послеоперационных осложнений и выживаемости, что указывает на относительную безопасность hemiarch-процедуры у больных с аневризмой восходящей аорты по сравнению с менее радикальной хирургической процедурой [13].

В отдаленном периоде, согласно литературным данным, hemiarch-процедура позволяет сокра- тить количество реопераций по поводу аневризм и псевдоаневризм дуги аорты, а также расслоения аорты, которые отмечаются в 10-60% случаев при выполнении менее радикальных вмешательств [14, 15]. Основной причиной реопераций у этих пациентов является прогрессирование заболевания в нерезецированном аортальном сегменте. По данным D. Dougenis и соавт., неадекватная резекция аневризмы аорты в ходе первичной операции требует повторного вмешательства более чем в половине подобных случаев [15].

Полученные в настоящем исследовании данные морфологического состояния аортальной стенки могут стать одним из аргументов в пользу более радикальной хирургической тактики у пациентов с аневризмой восходящего отдела аорты, несмотря на очевидно высокий технологический уровень и больший объем хирургического вмешательства при hemiarch-процедуре по сравнению с non-hemiarch. Вероятно, данный подход позволит сократить количество возможных аорто-ассоциированных осложнений у пациентов в отдаленном послеоперационном периоде.

Ограничения исследования

Морфологическое исследование проведено на относительно небольшом клиническом материале, что не позволяет делать безапелляционные выводы. Были исследованы лишь некоторые морфологические показатели аортальной стенки. За пределами исследования остался анализ дистальной части дуги аорты.

Заключение

У пациентов с аневризмой восходящего отдела аорты аортальная стенка на уровне дуги морфологически более сохранна по сравнению с дистальной зоной восходящей аорты. Протезирование восходящей аорты с пластикой дуги может быть предпочтительным вариантом хирургического вмешательства у этих больных.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Литература

1. Kuzmik G.A., Sang A.X., Elefteriades J.A. Natural history of thoracic aortic aneurysms. J Vasc Surg. 2012; 56: 565-71.

2. Olsson C., Thelin S., Stahle E., Ekbom A., Granath F. Thoracic aortic aneurysm and dissection: increasing prevalence and improved outcomes reported in a nationwide population-based study of more than 14 000 cases from 1987 to 2002. Circulation. 2006; 114: 2611-8. doi: 10.1161/circulationaha.106.630400.

3. Knaut A.L., Cleveland J.C. Aortic emergencies. Emerg Med Clin N Am. 2003; 21: 817-45.

4. Ramanath V.S., Oh J.K., Sundt T.M., Eagle K.A. Acute aortic syndromes and thoracic aortic aneurysm. Mayo Clin Proc. 2009; 84 (5): 465-81.

5. Erbel R., Aboyans V., Boileau C., Bossone E., Di Bartolomeo R., Eggebrecht H., Evangelista A., Falk V., Frank H., Gaemperli O., Grabenwoger M., Haverich A., Iung B., Manolis A.J., Meijboom F., Niena- ber C.A., Roffi M., Rousseau H., Sechtem U., Sirnes P.A., von Allmen R.S., Vrints C.J.M. 2014 ESC Guidelines on the diagnosis and treatment of aortic diseases Document covering acute and chronic aortic diseases of the thoracic and abdominal aorta of the adult The Task Force for the Diagnosis and Treatment of Aortic Diseases of the European Society of Cardiology (ESC). Eur Heart J. 2014; 35: 2873-926. doi:10.1093/eurheartj/ehu281.

6. Plonek T., Dumanski A., Nowicki R., Kustrzycki W. Single center experience with wrapping of the dilated ascending aorta. J Cardiothorac Surg. 2015; 10: 168. doi 10.1186/s13019-015-0371-1.

7. Hiratzka L.F., Bakris G.L., Beckman J.A., Bersin R.M., Carr V.F., Casey D.E. Jr., Eagle K.A., Hermann L.K., Isselbacher E.M., Kazerooni E.A., Kouchoukos N.T., Lytle B.W., Milewicz D.M., Reich D.L., Sen S., Shinn J.A., Svensson L.G., Williams D.M. 2010 ACCF/AHA/AATS/ ACR/ASA/SCA/SCAI/SIR/STS/SVM Guidelines for the Diagnosis and Management of Patients With Thoracic Aortic Disease: A Report of the American College of Cardiology Foundation/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines, American Association for Thoracic Surgery, American College of Radiology, American Stroke Association, Society of Cardiovascular Anesthesiologists, Society for Cardiovascular Angiography and Interventions, Society of Interventional Radiology, Society of Thoracic Surgeons, and Society for Vascular Medicine. Circulation. 2014; 35 (41): 2873-926. doi: 10.1161/CIR.0b013e3181d4739e.

8. Singh R., Yamanaka K., Reece T.B. Hemiarch: The Real Operation for Ascending Aortic Aneurysm. Semin Cardiothorac Vasc Anesth. 2016; 20 (4): 303-6. Epub 2016 Oct 19.

9. Wheeler J.B., Mukherjee R., Stroud R.E., Jones J.A., Ikonomidis J.S. Relation of Murine Thoracic Aortic Structural and Cellular Changes With Aging to Passive and Active Mechanical Properties. Am Heart Assoc. 2015; 4: e001744. doi: 10.1161/JAHA.114.001744.

10. Tsamis A., Krawiec J.T., Vorp D.A. Elastin and collagen fibre microstructure of the human aorta in ageing and disease: a review. J R Soc Interface 2013; 10: 20121004. doi: 10.1098/rsif.2012.1004.

11. Cohn LH. Cardiac surgery in the adult. Third edition. The McGraw-Hill Companies, Inc. 2008. Р. 1704.

12. Niinimaki E., Kajander H., Paavonen T., Sioris T., Mennander A. Aiming at One-Stage Corrective Surgery for Extended Thoracic Aortic Dilatation. Int J Angiol. 2014; 23: 101-6. doi: 10.1055/s-0034- 1370887.

13. Malaisrie S.C., Duncan B.F., Mehta C.K., Badiwala M.V., Rinewalt D., Kruse J., Li Z., Andrei A.C., McCarthy P.M. The addition of hemiarch replacement to aortic root surgery does not affect safe- ty. J Thorac Cardiovasc Surg. 2015; 150 (1): 118-24. doi: 10.1016/ j.jtcvs.2015.03.020.

14. Park C.B., Greason K.L., Suri R.M., Michelena H.I., Schaff H.V., Sundt III TM. Should the proximal arch be routinely replaced in patients with bicuspid aortic valve disease and ascending aortic aneurysm? J Thorac Cardiovasc Surg. 2011; 142: 602-7. doi: 10.1016/ j.jtcvs.2010.08.086.

15. Dougenis D., Daily B.B., Kouchoukos N.T. Reoperations on the aortic root and ascending aorta. Ann Thorac Surg. 1997; 64: 986-92.