Regeneration Process Markers in Hyperregenerative Type of Small Intestinal Mucosal Atrophy

Objective: Our aim was to objectify structural changes in small intestinal mucosa in patients with celiac disease, with defining criteria of regeneration process forecast.

Methods: We conducted an observational, retrospective, analytical study of «case-control». The research presents results of histologic, histochemical, immunohistochemical and morphometric analyses of the small intestinal mucosa in children with proven cases of celiac disease before/after a gluten-free diet. The state of main cell types providing a structural mucosa homeostasis and their impact on the remodelling of hystoarchitecton type of atrophy was studied. Two clinical groups were formed: group I — with a complete recovery of the small intestinal mucosa (n = 10), and group II — with a permanent hystoarchitectonics disturbance (n = 7), which were put to a comparative morphometric test.

Results: Installs: cytoarchitectonics recovery against the background of diet accompanied by a decrease of between epithelial lymphocytes to 12% (p = 0.002), eosinophilic granulocytes to 0.36 cells per mm2 (p = 0.003), plasma cells — up to 1.9 cells per mm2 (p = 0.003), increase in the number of fibroblasts to 1.64 cells per mm2 (p = 0.003), and leyomiotsitov — up to 6 cells on villi (p = 0.002). If persistent structural violations against the background of positive dynamics of the diet was to reduce the number of eosinophilic granulocytes to 0.41 cells per mm2 (p = 0.009) and plasma cells per 2.9 mm2 (p = 0.009).

Conclusion: Persistent mismatch between the cell elements — epithelial, stromal cells and smooth muscle cells in the lining of the small intestine — initially hinders the successful course of the reparative process and prolongs recovery structure of small intestinal mucosa of celiac disease.

1. Сабельникова Е. А. Непереносимость глютена: новая болезнь или недиагносцированная целиакия? Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2012; 3: 87–89.

2. Lebwohl B., Granath F., Ekbom A., Montgomery S. M., Murray J. A., Rubio-Tapia A., Green P. H., Ludvigsson J. F. Mucosal healing and mortality in coeliac disease. Aliment. Pharmacol. Ther. 2013; 37 (3): 332–339.

3. Brown I. S., Smith J., Rosty C. Gastrointestinal pathology in celiac disease: a case series of 150 consecutive newly diagnosed patients. Am. J. Clin. Pathol. 2012; 138 (1): 42–49.

4. Захарова И. Н., Дмитриева Ю. А., Дзебисова Ф. С. Целиакия и ассоциированные заболевания. Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2014; 59 (3): 44–49.

5. Uspenskaya I. D., Shirokova N. Y. A morphometric study of the state of duodenal mucosa in children with coeliac disease in catamnesis and varying compliance with the gluten-free diet. Bratislava Lec. Listy. 2014; 115 (3): 150–156.

6. Maxim R., Plesa A., Ciortescu I., Girleanu I., Stoica O., Trifan A. V. Celiac disease: 10-year experience in a Romanian tertiary center. Rev. Med. Chir. Soc. Med. Nat. Iasi. 2014; 118 (4): 986–991.

7. Klapp G., Masip E., Bolonio M., Donat E., Polo B., Ramos D., Ribes-Koninckx C. Celiac disease: the new proposed ESPGHAN diagnostic criteria do work well in a selected population. J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr. 2013; 56 (3): 251–256.

8. Tanpowpong P., Broder-Fingert S., Katz A. J., Camargo C. A., Jr. Predictors of duodenal bulb biopsy performance in the evaluation of coeliac disease in children. J. Clin. Pathol. 2012; 65 (9): 791–794.

9. Серов В. В., Шехтер А. Б. Соединительная ткань. М.: Медицина. 1981. 312 с.

10. Потапова В. Б., Гудкова Р. Б. Изменения соединительнотканных структур слизистой оболочки тонкой кишки при целиакии. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2003; 1: 237.

11. Ruger B., Dunbar P. R., Hasan Q., Sawada H., Kittelberger R., Greenhill N., Neale T. J. Human mast cells produce type VIII collagen in vivo. Int. J. Exp. Pathol. 1994; 75: 397–404.

12. Кузнецова Т. А., Потехин П. П. Особенности гистоархитектоники и состояние эпителиального пласта лимфоидно-ассоциированных участков слизистой оболочки подвздошной кишки. Морфо логические ведомости. 2007; 1–2: 73–76.

13. Yachha S. K., Srivastava A., Mohindra S., Krishnani N., Aggarwal R., Saxena A. Effect of a gluten-free diet on growth and small-bowel histology in children with celiac disease in India. J. Gastroenterol. Hepatol. 2007; 22 (8): 1300–1305.

14. Баринов Э. Ф. Гастроинтестинальные миофибробласты — роль в регуляции физиологической активности и репарации желудочно-кишечного тракта. Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 2010; 20 (3): 9–18.

15. Marsh M.N., Growe P. T. Morphology of the mucosal lesion in gluten Sensitivity. Clin. Gastroenterol. 1995; 9: 273–293.

16. Oberhuber G., Granditsch G., Vogelsang H. The histopathology of coeliac disease: time for a standardized report scheme for pathologists. Eur. J. Gastroenterol. Hepatol. 1999; 11 (10): 1185–1194.

17. Бельмер С. В., Мухина Ю. Г., Гасилина Т. В. Проект рабочего протокола диагностики и лечения целиакии у детей. Вопросы детской диетологии. 2004; 2 (1): 92–99.

18. Yachha S. K., Srivastava A., Mohindra S., Krishnani N., Aggarwal R., Saxena A. Effect of a gluten-free diet on growth and small-bowel histology in children with celiac disease in India. J. Gastroenterol. Hepatol. 2007; 22 (8): 1300–1305.

19. Bel'mer S. V., Gasilina T. V., Usacheva AIu. Modern concepts pathogenesis of celiac disease. Eksp. Klin. Gastroenterol. 2010; 1: 86–92.

20. Бельмер С. В., Гасилина Т. В. Целиакия: от патогенеза к лечению. Вопросы современной педиатрии. 2013; 12 (3): 12–17.

21. Watson R. G. P., Johnston S. D. Intra-epithelial T cells in celiac disease. Eur. J. Gastroenterol. Hepatol. 2004; 16: 957–962.

22. Tosco A., Maglio M., Paparo F., Rapacciuolo L., Sannino A., Miele E., Barone M. V., Auricchio R., Troncone R. Immunoglobulin A anti-tissue transglutaminase antibody deposits in the small intestinal mucosa of children with no villous atrophy. J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr. 2008; 47 (3): 293–298.

23. La Scaleia R., Barba M., Di Nardo G., Bonamico M., Oliva S., Nenna R., Valitutti F., Mennini M., Barbato M., Montuori M., Porzia A., Petrarca L., Battella S., Cucchiara S., Piccoli M., Santo ni A., Mainiero F., Palmieri G. Size and dynamics of mucosal and peripheral IL-17A+ T-cell pools in pediatric age, and their distur bance in celiac disease. Mucosal Immunol. 2012; 5 (5): 513–523.

24. Lahdeaho M. L., Kaukinen K., Collin P., Ruuska T., Partanen J., Haapala A. M., Maki M. Celiac disease: from inflammation to atrophy: a long-term follow-up study. J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr. 2005; 41 (1): 44–48.

25. Килесса А. В., Загорулько А. К., Филоненко Т. Г. Новые подходы к дифференциальной диагностике глютеновой энтеропатии. Таврический медико-биологический вестник. 2011; 14 (1; 53): 73–76.

26. Lisova S., Ehrmann J., Kolek A., Sedlakova E., Kolar Z. Immunohistochemical study of the apoptotic and proliferative mechanisms in the intestinal mucosa during coeliac disease. Cesk. Patol. 2005; 41 (3): 85.

27. Потехин П. П., Плетнева Н. Б., Широкова Н. Ю., Соколова И. Л., Кузнецова Т. А. Способ определения состояния регенерации слизистой оболочки тонкой кишки. Патент на изобретение № 2267999 от 20.01.2006 г.

28. Широкова Н. Ю., Кузнецова Т. А., Успенская И. Д., Жукова Е. А. Роль лейомиоцитов в регенерации слизистой оболочки тонкой кишки при целиакии. Педиатрия. 2014; 6: 48–53.