Лабораторное исследование выпотных жидкостей (транссудата и экссудата)
В здоровом организме в серозных полостях имеется небольшое количество жидкости, увеличение которой наблюдается при патологических процессах. Выпотные жидкости подразделяются на транссудаты и экссудаты, основное (принципиальное) отличие между которыми заключается в том, что первые образуются без вовлечения в патологический процесс серозных оболочек, а вторые – с вовлечением.
Транссудат - это жидкость, скапливающаяся в серозных полостях тела в результате влияния системных факторов на образование и резорбцию жидкости, а точнее в результате нарушения гидростатического давления (на фоне увеличения проницаемости сосудов при нарушении общего и местного кровообращения) и коллоидно-осмотического давления (вследствие гипопротеинемии и/или нарушения обмена электролитов) в крови, лимфе и серозных полостях. Чаще всего транссудат образуется при следующих патологических процессах:
повышение венозного давления при сердечно-сосудистой недостаточности, заболеваниях почек, циррозе печени (портальная гипертензия);
повышение проницаемости капиллярных сосудов, вызванное различными токсинами, повышением температуры и расстройством питания;
снижение концентрации белка в сыворотке крови (что приводит к снижению коллоидно-осмотического давления, приводящему к образованию отеков и транссудатов);
закупорка лимфатических сосудов (приводит к образованию хилезных транссудатов).
Экссудат - это жидкость, образующаяся в результате поражения серозных оболочек чаще всего из-за увеличения проницаемости расположенных в них (как правило, на фоне воспалительного процесса), а также и при нарушении лимфатического оттока из серозной полости.
Получение выпотных жидкостей (для правильной постановки клинического диагноза и оценки клинической ситуации) осуществляется при пункции серозных полостей в условиях стационара специально обученным медицинским персоналом. Выпот собирается в чистую и при необходимости стерильную посуду. Если получено большое количество выпота, то в лабораторию доставляется часть выпота, но обязательно последняя порция, так как она наиболее богата клеточными элементами. Для предотвращения свертывания выпота, что приводит к обеднению клеточными элементами, можно пользоваться антикоагулянтами (цитрат натрия, ЭДТА). Следует избегать использования в качестве антикоагулянта гепарина, так как он приводит к изменению морфологии и деструкции клеточных элементов. При проведении лабораторного исследования выпотной жидкости решается вопрос принадлежности выпота к транссудату или экссудату. При этом оцениваются физические, химические и микроскопические свойства выпота.
Экссудаты и транссудаты обладают часто различной относительной плотностью, которая измеряется с помощью ареометра (урометра). Установлено, что транссудат имеет плотность от 1,005 до 1,015 г/мл, а экссудат - выше 1,018 г/мл. В транссудате и экссудате различная концентрация общего белка, которая определяется с помощью метода с использованием 3% раствора сульфосалициловой кислоты. Поскольку обычно концентрация белка достаточно высокая, то рекомендуется предварительно развести выпотную жидкость в сто раз. В транссудате содержится белок в концентрации от 5 до 25 г/л. В экссудате концентрация белка обычно более 30 г/л.
Также в экссудате и транссудате различное содержание белковых фракций. Поэтому, рассчитав альбуминово-глобулиновый коэффициент, можно также дифференцировать выпотные жидкости. Альбуминово-глобулиновый коэффициент в диапазоне от 2,5 до 4,0 характерен для транссудата. Альбуминово-глобулиновый коэффициент в диапазоне от 0,5 до 2,0 характерен для экссудата.
Для отличия транссудата от экссудата также используют пробу Ривальта (Rivalta). В цилиндр объемом 100 - 150 мл наливают 100 мл дистиллированной воды, подкисляют ее 2 - 3 каплями концентрированной уксусной кислоты. Затем добавляют 1 - 2 капли исследуемой жидкости. Если образующееся при добавлении выпотной жидкости беловатое облачко (напоминает дым от папиросы, который тянется за падающей каплей) опускается до дна цилиндра, проба положительная. Если помутнения не образуется, или появляется слабая полоска, которая быстро исчезает (2 - 3 минуты), то проба считается отрицательной. Проба Ривальта основана на том, что в выпотных жидкостях содержится соединение глобулиновой природы серомуцин, который дает положительную пробу (то есть происходит денатурация этого белка) со слабым раствором уксусной кислоты. Также в одном из исследований было установлено, что рН реакционной среды определяет, будет ли проба положительной или нет, было показано, что если рН выше 4,6, то проба Ривальта, даже если она была положительной, становится отрицательной. Были определены белки, которые участвуют в пробе Ривальта. Эта группа белков относится системе белков острой фазы: С-реактивный белок, 1 -антитрипсин, 1-кислый гликопротеин, гаптоглобин, трансферрин, церулоплазмин, фибриноген, гемопексин.
При исследовании физических свойств выпотной жидкости определяют цвет, прозрачность, консистенцию. Цвет и прозрачность выпотной жидкости зависят от содержания в ней белка и клеточных элементов. Консистенция зависит от наличия и количества муцина и псевдомуцина. По макроскопическим свойствам и микроскопической картине различают серозные, серозно-гнойные, гнойные, гнилостные, геморрагические, хилезные, хилусподобные, холестериновые выпоты.
Серозные выпоты могут быть как транссудатами, так и экссудатами. Они бывают прозрачные иногда мутные из-за примеси фибрина и клеточных элементов (в этом случае говорят о серозно-фибринозных экссудатах), окрашены в желтоватый цвет различной интенсивности. Микроскопически в серозно-фибринозных экссудатах определяются большое количество лимфоцитов. Такие выпоты наблюдаются при различной патологии, например при туберкулезе, ревматизме, сифилисе и т.д. Серозно-гнойные, гнойные экссудаты мутные, желтовато-зеленые с обильным, рыхлым осадком. Гнойные выпоты наблюдаются при эмпиеме плевры, перитонитах и др. Гнилостные экссудаты мутные, серо-зеленого цвета с резким гнилостным запахом они характерны для гангрены легкого и других процессов, сопровождающихся распадом ткани.
Геморрагические экссудаты мутные, красноватого или буровато-коричневого цвета. При проведении микроскопии в геморрагических экссудатах отмечается большое содержание измененных или неизмененных эритроцитов, что зависит от периода заболевания. Геморрагические экссудаты часто наблюдаются как при новообразованиях, так и при заболеваниях неопухолевой природы, например при травмах, инфарктах легкого, геморрагических диатезах. Хилезные экссудаты мутные, молочного цвета при добавлении эфира просветляются. Они содержат мелкие жировые капли и наблюдаются при разрушении крупных лимфатических сосудов при травмах, абсцессах, опухолях и других патологических состояниях. При этом лимфа из поврежденных лимфатических сосудов попадает в серозную полость и определяет особенность физических, химических и микроскопических свойствах выпотной жидкости.
Хилусподобные экссудаты мутные, имеют молочный цвет и образуются при обильном распаде клеток с признаками жировой дистрофии. Добавление эфира не просветляет либо частично просветляет хилусподобные экссудаты. Такой выпот наблюдается при саркоидозе, туберкулезе, новообразованиях, атрофическом циррозе печени. Холестериновые экссудаты густые, мутные с желтовато буроватым цветом имеют перламутровый блеск. Микроскопически отмечается большое содержание лейкоцитов, кристаллов холестерина, жирных кислот и гематоидина. Подобные экссудаты образуются при осумковывании жидкостей в серозных полостях при хроническом протекании воспалительного процесса и наблюдаются при туберкулезе, злокачественных новообразованиях.
При проведении биохимического исследования выпотной жидкости необходимо одновременно производить забор венозной крови для определения градиента сыворотка/выпотная жидкость для ряда биохимических показателей. Химические свойства серозных жидкостей зависят от биохимических показателей сыворотки крови. Низкомолекулярные соединения в серозных жидкостях находятся в концентрациях близких к сывороточным, концентрация же высокомолекулярных соединений ниже в выпотных жидкостях, чем в сыворотке.
В выпотных жидкостях возможно определение любого биохимического показателя, который определяется в сыворотке крови. Биохимические показатели определяют после центрифугирования выпотной жидкости. Для дифференцировки транссудатов и экссудатов имеет значение отношения биохимических показателей выпотной жидкости к таковым в сыворотке крови (см. таблицу). Современный метод для разделения выпотных жидкостей на транссудат или экссудат включает исследование концентрации общего белка и активности лактатдегидрогеназы (ЛДГ) в выпотной жидкости и сыворотке крови пациента ( подробнее).
Концентрация холестерина также отличается в транссудатах и экссудатах. Транссудаты содержат более низкую концентрацию холестерина, чем экссудаты. В экссудатах при злокачественных новообразованиях концентрация холестерина превышает 1,6 ммоль/л. Концентрация глюкозы в серозной жидкости совпадает с ее концентрацией в сыворотке крови. Уровень глюкозы в экссудате определяется гликолитическими свойствами микробов и лейкоцитов. Уровень глюкозы снижается в выпотных жидкостях при новообразованиях и может отражать активность опухолевого процесса. Очень низка концентрация глюкозы в экссудате является плохим прогностическим признаком. Низкий уровень лактата в выпотной жидкости указывает на неинфекционную этиологию процесса (в норме концентрация лактата в серозной жидкости составляет 0,67 - 5,2 ммоль/л). При злокачественных новообразованиях в выпотной жидкости наблюдается высокая концентрация лактата.
Микроскопическое исследование выпотных жидкостей включает исследование нативных препаратов, подсчет цитоза в камере (при необходимости) и исследование окрашенных препаратов для дифференцировки клеточных элементов. При микроскопическом исследовании выпотной жидкости выявляют клеточные и неклеточные элементы. Среди клеточных элементов обнаруживают клетки крови (эритроциты, лейкоциты, гистоицитарные элементы), мезотелиоциты, клетки злокачественных новообразований. Среди неклеточных элементов обнаруживают клеточный детрит (осколки ядер, цитоплазмы и т.д.), капли жира, кристаллы (холестерина, гематоидина, Шарко-Лейден)а. В транссудатах в отличие от экссудатов микроскопически выявляются преимущественно лимфоциты и мезотелиоциты.
Исследование нативных препаратов имеет ориентировочный характер. Можно обнаружить и идентифицировать эритроциты, лейкоциты, опухолевые клетки, мезотелиальные клетки, кристаллические образования. Четкая дифференцировка лейкоцитов, гистиоцитарных элементов, а также мезотелиальных и опухолевых клеток возможна лишь в окрашенных препаратах (исследование выпотных жидкостей в окрашенных препаратах является основным методам микроскопического исследования). Количественное определение содержания клеточных элементов в выпотной жидкости осуществляется в камере Горяева. Для разведения выпота при необходимости пользуются изотоническим раствором хлорида натрия. При необходимости лизиса эритроцитов пользуются гипотоническим раствором хлорида натрия. Определение цитоза может быть использовано для мониторирования проводимого лечения и контроля его эффективности.
Клеточный состав выпотных жидкостей отличается разнообразием. Среди лейкоцитов наиболее часто встречаются нейтрофилы. Нейтрофилы в небольшом количестве присутствуют в выпоте любого характера. Нарастание количества нейтрофилов в выпотной жидкости указывает на неблагоприятный прогноз. При преобладании и увеличении количества нейтрофилов экссудат приобретает гнойный характер. Наличие нейтрофилов с дегенеративными признаками в экссудате, а также нарастание этих признаков свидетельствует о тяжести процесса. Фагоцитарная активность нейтрофилов - благоприятный признак. Лимфоциты в выпотных жидкостях в меньшей степени подвергнуты дегенеративным изменениям, чем нейтрофилы. Экссудаты с преобладанием лимфоцитов наблюдаются при туберкулезном поражении либо при злокачественных новообразованиях. Эозинофилы в выпотной жидкости имеют вид клеток с бисегментарными ядрами и оранжевой гранулярной зернистостью. Эозинофильный характер имеет выпот при количественном содержании эозинофилов более 10% клеточного состава. Эозинофильные выпоты могут наблюдаться при паразитарных заболеваниях, аллергических реакциях, туберкулезном процессе, новообразованиях. На начальных этапах диссеминации злокачественной опухоли по серозным полостям часто наблюдается повышение содержания эозинофилов в выпотных жидкостях. Повышение содержания эозинофилов в выпотных жидкостях наблюдается при повторных исследованиях в случае попадания в серозные полости воздуха либо крови во время проведения медицинских манипуляций или травмах, например при пункции плевральной полости, травматическом гематороксе. Появление и увеличение количества плазматических клеток в выпотной жидкости наблюдается при затяжном течении воспалительного процесса. Плазматические клетки в выпотных жидкостях выглядят так же, как в крови. В выпотной жидкости часто встречаются гистиоциты и макрофаги. Гистиоциты характеризуются разнообразной формой и размерами. Ядро имеет овальную или бобовидную форму с нежной структурой хроматина, цитоплазма может иметь цвет от серовато-голубоватого до базофильного. Макрофаги отличаются от гистиоцитов наличием в цитоплазме признаков фагоцитоза.
Мезотелиоциты - это клетки мезотелия, выстилающего серозную оболочку. Они очень реактивны. Мезотелиоциты могут присутствовать в препарате единичными или в виде скоплений. При патологических процессах могут выявляться дегенеративные, дистрофические и пролиферативные изменения мезотелиальных клеток. Мезотелиоцит имеет диаметр 12 - 30 мкм, округлую или овальную форму, ядро расположено центрально либо слегка эксцентрично, хроматин в ядре расположен равномерно, имеет мелкозернистую структуру, цитоплазма широкая, имеющая цвет от нежно голубого до синего. Клетки злокачественных ново- образований в выпотной жидкости обнаруживаются при первичном (мезотелиоме) или вторичном (прорастание или метастазирование из других органов и тканей) поражении серозной оболочки. В большинстве случаев вопрос о первичном или вторичном поражении серозных оболочек опухолевым процессом решить трудно. Достоверным для диагноза злокачественного новообразования является обнаружение комплексов клеток с выраженными признаками злокачественности. Для подтверждения характера неопластического процесса необходимо заключение цитолога.