Тимус у детей с сахарным диабетом 1-го типа при ультразвуковом исследовании

В настоящее время установлено, что сахарный диабет 1 типа (СД1) является хроническим аутоиммунным заболеванием, при котором происходит селективная деструкция инсулинпродуцирующих β-клеток островков Лангерганса поджелудочной железы [1, 2]. Однако до сих пор остается неизученным состояние тимуса (Тм) при СД1, несмотря на тот факт, что Тм является главным органом, «дирижером» иммунной системы и участвует во всех аутоиммунных процессах, происходящих в организме. Поэтому исследование его состояния у детей с СД1 вызывает несомненный интерес. Прижизненно оценить размеры и структуру Тм возможно с помощью ультразвукового метода исследования (УЗИ). Этот метод является неинвазивным, безопасным, не обладает лучевой нагрузкой, в отличие от рентгенологического, и может, при необходимости, применяться в динамике. Кроме того, УЗИ позволяет оценить не только размеры органа, но и дать характеристику его структуры и васкуляризации [3].

Цель

Оценить размеры, структуру и васкуляризацию Тм у детей с СД1 при УЗИ.

Материалы и методы

Проведено УЗИ Тм 62 пациентам в возрасте 4–17 лет с СД1 и 70 здоровым пациентам того же возраста. УЗИ проводилось на ультразвуковом аппарате Logiq-700 Expert широкополостным линейным датчиком с частотой 7–12 MHz, секторным датчиком с фазированной решеткой с частотой 3,5–7 MHz и конвексным датчиком с частотой 3,5–5 MHz в В-режиме, с использованием цветного допплеровского картирования (ЦДК) и энергетического допплера (ЭД) парастернальным и супрастернальным доступами. Измеряли длину и толщину каждой доли и ширину тимуса, вычисляли массу органа по формуле Воеводина С.М. (1989) АхВхСх0,704 и объем по формуле АхВхСх0,504, где А – максимальная толщина, В – максимальная длина и С – ширина железы [4].

Методы статистической обработки включали вычисление средней арифметической и ошибки средней арифметической (М±m) и коэффициента корреляции Спирмена (r) с использованием прикладной программы статистического анализа Statistica 6.1.

Все ультразвуковые исследования тимуса у здоровых детей и больных СД1 проводили с информированного согласия родителей.

Результаты и их обсуждение

У всех пациентов с СД1 удалось визуализировать Тм парастернальным и супрастернальным доступами. Размеры Тм представлены в таблице 1.

Эхоструктура Тм у всех пациентов с СД1 определялась несколько пониженной эхогенности, умеренно неоднородная, с линейными эхогенными включениями. При ЦДК и ЭД определялись зоны кровотока в центральных и периферических зонах, преимущественно венозного спектра (рис. 1).

Известно, что из всех органов иммунной системы только Тм претерпевает возрастную инволюцию, которая выражается в уменьшении органа и замещении его паренхимы жировой тканью [5]. В подтверждение этого факта, в контрольной группе здоровых детей Тм удалось визуализировать у 11 пациентов из 25 (44%) в возрасте 4–6 лет. У здоровых детей в возрасте от 7 до 12 лет Тм визуализировался только в 5 случаях из 20 (25%). Размеры Тм у здоровых детей контрольной группы представлены в таблице 2. В контрольной группе детей старше 13 лет Тм не визуализировался, что совпадает с данными литературы, посвященной УЗИ, компьютерной томографии, магнитно-резонансной томографии Тм [6, 7, 8].

Эхоструктура Тм у всех пациентов контрольной группы определялась средней и несколько повышенной эхогеннос­ти, умеренно неоднородной структуры, с линейными эхогенными включениями. Повышение эхогенности структуры Тм при УЗИ, безусловно, связано с возрастной инволюцией органа, проявляющейся не только в уменьшении размеров органа, но, прежде всего, в замещении паренхимы жировой тканью, которая обладает повышенной эхогенностью вследствие снижения проводимости и усиления отражения ультразвуковой волны. При ЦДК и ЭД зоны кровотока в Тм не определялись. Низкий процент визуализации Тм у здоровых детей старше 4 лет и невозможность визуализации Тм у детей старше 13 лет объясняется происходящей возрастной инволюцией органа с замещением его структуры жировой тканью [8].

Учитывая стадийность развития аутоиммунного процесса при СД1, мы провели оценку массы и объема Тм в зависимости от длительности заболевания у детей. В каждой возрастной группе разделили детей, болеющих СД1 до 1 года, от 1 до 3 лет и более 3 лет. В группе детей от 4 до 6 лет отмечалось следующее распределение: до 1 года СД1 болели 9 (36%), от 1 до 3 лет – 9 (36%), более 3 лет – 7 (28%). В этой группе получена высоко достоверная (p<0,001), прямая корреляционная связь (r=0,862) массы и объема Тм от длительности заболевания, т.е. чем больше длительность заболевания, тем выше значения объема и массы Тм. У детей в возрасте 7–12 лет распределение было следующим: до 1 года СД1 болели 5 (25%), от 1 до 3 лет – 8 (40%) и более 3 лет – 7 (35%). В этой группе выявлена достоверная прямая корреляционная связь средней силы (r=0,457) между длительностью заболевания и размерами Тм. В группе детей в возрасте 13–17 лет отметили следующее распределение: до 1 года – 9 (53%), от 1 до 3 лет – 4 (23,5%), более 3 лет – 4 (23,5%) и выявили достоверную (p<0,01) обратную корреляционную связь средней силы (r=-0,328), т.е., чем длительнее протекало заболевание у детей этого возраста, тем меньшие размеры Тм мы наблюдали. Возможно, это связано с происходящей акцидентальной инволюцией Тм, имеющей место при длительной антигенной стимуляции и отражающей постепенно нарастающий процесс подавления активного функционирования органа вплоть до возникновения его приобретенной атрофии [9]. Это предположение подтверждается постепенным уменьшением васкуляризации, выявляемым при допплеровских режимах в ходе ультразвукового исследования.

Проанализировав этот факт, мы обратили внимание на то, что в группе пациентов 13–17 лет отмечалось наиболее тяжелое течение СД1, со склонностью к кетоацидозу и осложнениями в виде диабетической нефропатии и ретинопатии. Именно в этой возрастной группе мы наблюдали 2 детей с синдромом Мориака, с увеличением Тм до 42 и 74 г. Таким образом, у детей в возрасте от 4 до 12 лет отмечено увеличение размеров Тм, связанное с длительностью заболевания, а у детей 13–17 лет – с тяжестью течения СД1. Изучив зависимость размеров Тм от тяжести заболевания в первой и второй возрастных группах мы также получили достоверную (p<0,01) прямую высоко корреляционную связь (r=0,872). Помимо значительного увеличения размеров, отмечалось снижение эхогенности ткани и гиперваскуляризация Тм именно у детей с тяжелой формой течения СД1.

Заключение

При УЗИ выявлено увеличение Тм у детей с СД1 в сравнении с контрольной группой здоровых детей того же возраста, в которой отмечалось уменьшение размеров Тм или невозможность его визуализации в связи с возрастной инволюцией и замещением структуры органа жировой и соединительной тканью. Режимы ЦДК и ЭД позволили у всех пациентов с СД1 выявить и оценить состояние внутриорганного кровотока в Тм в сравнении со здоровыми детьми, у которых картирование кровотока в Тм при этих режимах не отмечалось. В результате проведенного исследования выявлено, что Тм как главный орган иммуногенеза претерпевает изменения в виде увеличения, изменения структуры и отсутствия возрастной инволюции при СД1 – заболевании, имеющем аутоиммунный генез. Не вызывают сомнения данные, полученные морфологами, педиатрами, специалистами визуальной диагностики, свидетельствующие о возрастной инволюции Тм, начиная с возраста 4–5 лет [5, 7, 8]. Суть этого процесса в замещении истинной ткани Тм жировой и соединительной тканью, соответственно, при этом снижается продукция Т-лимфоцитов. Самая высокая продукция Т-лимфоцитов сохраняется до 2 лет, а затем быстро падает. Однако количество циркулирующих в крови Т-лимфоцитов сохраняется на достигнутом уровне, т.к. значительную популяцию Т-лимфоцитов составляют долгоживущие клетки, которые не нуждаются в постоянном обновлении. Поэтому численность Т-лимфоцитов поддерживается на определенном уровне во взрослом организме при отсутствии функционально активного Тм. Кроме того, зрелые Т-лимфоциты подвергаются «клональной экспансии», т.е. избирательной пролиферации в ответ на встречу со своим антигеном, за счет чего их численность возрастает [9]. Этот пролиферативный процесс, на наш взгляд, наиболее вероятно имеет место при СД1, и, естественно, отражается на Тм. Проявляется это в отсутствии характерной возрастной инволюции, сопровождаясь увеличением органа и изменением его структуры в виде снижения эхогенности и усиления васкуляризации, особенно выраженными у детей с тяжелой формой течения заболевания.