Analisi microscopica dell'espettorato

L'esame microscopico dei preparati di espettorato nativo e fissato colorato consente di studiarne dettagliatamente la composizione cellulare e, in una certa misura, di conoscere la natura del processo patologico nei polmoni e nei bronchi, la sua attività, di identificare diverse formazioni fibrose e cristalline, che hanno anch'esse un importante valore diagnostico e, infine, di valutare approssimativamente lo stato della flora microbica delle vie respiratorie (batterioscopia).

La microscopia utilizza preparati di espettorato nativo e colorato. Per studiare la flora microbica (batterioscopia), gli strisci di espettorato vengono solitamente colorati secondo Romanovsky-Giemsa, secondo Gram e per identificare Mycobacterium tuberculosis secondo Ziehl-Neelsen.

Elementi cellulari e fibre elastiche

Tra gli elementi cellulari rilevabili nell'espettorato dei pazienti affetti da polmonite, hanno valore diagnostico le cellule epiteliali, i macrofagi alveolari, i leucociti e gli eritrociti.

Cellule epiteliali. L'epitelio squamoso proveniente dalla cavità orale, dal rinofaringe, dalle corde vocali e dall'epiglottide non ha alcun valore diagnostico, sebbene il rilevamento di un gran numero di cellule epiteliali squamose indichi, di norma, la scarsa qualità del campione di espettorato consegnato al laboratorio, contenente una significativa miscela di saliva.

Nei pazienti con polmonite, l'espettorato è considerato idoneo all'esame se, al microscopio a basso ingrandimento, il numero di cellule epiteliali non supera le 10 nel campo visivo. Un numero maggiore di cellule epiteliali indica una predominanza inaccettabile del contenuto orofaringeo nel campione biologico.

I macrofagi alveolari, che possono essere presenti anche in piccole quantità in qualsiasi espettorato, sono grandi cellule di origine reticoloistiocitaria con un nucleo di grandi dimensioni in posizione eccentrica e abbondanti inclusioni nel citoplasma. Queste inclusioni possono essere costituite da minuscole particelle di polvere (dust cells) assorbite da macrofagi, leucociti, ecc. Il numero di macrofagi alveolari aumenta durante i processi infiammatori nel parenchima polmonare e nelle vie respiratorie, inclusa la polmonite.

Le cellule epiteliali ciliate colonnari rivestono la mucosa di laringe, trachea e bronchi. Hanno l'aspetto di cellule allungate, allargate a un'estremità, dove si trovano il nucleo e le ciglia. Le cellule epiteliali ciliate colonnari si trovano in qualsiasi espettorato, ma il loro aumento indica un danno alla mucosa di bronchi e trachea (bronchite acuta e cronica, bronchiectasie, tracheite, laringite).

I leucociti sono presenti in piccole quantità (2-5 nel campo visivo) in qualsiasi espettorato. In caso di infiammazione del tessuto polmonare o della mucosa dei bronchi e della trachea, soprattutto in caso di processi suppuranti (cancrena, ascesso polmonare, bronchiectasie), la loro quantità aumenta significativamente.

Colorando i preparati di espettorato secondo Romanovsky-Giemsa, è possibile differenziare i singoli leucociti, il che a volte ha un importante valore diagnostico. Pertanto, in caso di infiammazione marcata del tessuto polmonare o della mucosa bronchiale, aumenta sia il numero totale di leucociti neutrofili sia il numero delle loro forme degenerative con frammentazione dei nuclei e distruzione del citoplasma.

L'aumento del numero delle forme degenerative dei leucociti è il segno più importante dell'attività del processo infiammatorio e di un decorso più grave della malattia.

Eritrociti. Singoli eritrociti possono essere presenti in quasi tutti gli espettorati. Un loro significativo aumento si osserva in caso di compromissione della permeabilità vascolare in pazienti con polmonite, in caso di distruzione del tessuto polmonare o bronchiale, congestione del circolo polmonare, infarto polmonare, ecc. Gli eritrociti si trovano in grandi quantità nell'espettorato in caso di emottisi di qualsiasi origine.

Fibre elastiche. Un altro elemento dell'espettorato è rappresentato dalle fibre plastiche, che compaiono nell'espettorato durante la distruzione del tessuto polmonare (ascesso polmonare, tubercolosi, cancro polmonare in fase di disintegrazione, ecc.). Le fibre elastiche si presentano nell'espettorato sotto forma di sottili filamenti intrecciati, a doppio contorno, con una divisione dicotomica alle estremità. La presenza di fibre elastiche nell'espettorato in pazienti con polmonite grave indica la comparsa di una delle complicanze della malattia: la formazione di un ascesso nel tessuto polmonare. In alcuni casi, quando si forma un ascesso polmonare, le fibre elastiche nell'espettorato possono essere rilevate anche leggermente prima delle corrispondenti alterazioni radiografiche.

Spesso, nei casi di polmonite lobare, tubercolosi, actinomicosi e bronchite fibrinosa, si possono trovare sottili fibre di fibrina nei preparati di espettorato.

I segni di un processo infiammatorio attivo nei polmoni sono:

1. la natura dell'espettorato (mucopurulento o purulento);
2. un aumento del numero di neutrofili nell'espettorato, comprese le loro forme degenerative;
3. un aumento del numero di macrofagi alveolari (da singoli cluster di più cellule nel campo visivo e oltre);

La presenza di fibre elastiche nell'espettorato indica la distruzione del tessuto polmonare e la formazione di un ascesso polmonare.

Le conclusioni definitive sulla presenza e sul grado di attività dell'infiammazione e della distruzione del tessuto polmonare si possono trarre solo confrontandole con il quadro clinico della malattia e con i risultati di altri metodi di ricerca strumentali e di laboratorio.

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Flora microbica

La microscopia di strisci di espettorato colorati con Gram e lo studio della flora microbica (batterioscopia) in alcuni pazienti con polmonite ci consentono di determinare approssimativamente l'agente eziologico più probabile dell'infezione polmonare. Questo semplice metodo di diagnosi rapida dell'agente eziologico non è sufficientemente accurato e dovrebbe essere utilizzato solo in combinazione con altri metodi (microbiologici, immunologici) di esame dell'espettorato. La microscopia a immersione di strisci di espettorato colorati è talvolta molto utile per la selezione in emergenza e la prescrizione di un'adeguata terapia antibiotica. Tuttavia, è necessario tenere presente la possibilità di disseminazione del contenuto bronchiale con la microflora delle vie respiratorie superiori e del cavo orale, soprattutto se l'espettorato viene raccolto in modo errato.

Pertanto, l'espettorato è considerato idoneo ad ulteriori esami (batterioscopia ed esame microbiologico) solo se soddisfa le seguenti condizioni:

• La colorazione di Gram rivela un gran numero di neutrofili nell'espettorato (più di 25 nel campo visivo a basso ingrandimento del microscopio);
• il numero delle cellule epiteliali, più caratteristiche del contenuto dell'orofaringe, non supera 10;
• il preparato contiene una predominanza di microrganismi di un tipo morfologico.

Colorando uno striscio di espettorato secondo la tecnica di Gram, a volte è possibile identificare con buona precisione pneumococchi, streptococchi, stafilococchi e un gruppo di batteri Gram-negativi (Klebsiella, bacillo di Pfeiffer, Escherichia coli, ecc.). In questo caso, i batteri Gram-positivi assumono una colorazione blu, mentre i batteri Gram-negativi assumono una colorazione rossa.

Patogeni batterici della polmonite

Gram-positivi	Gram-negativi
Pneumococchi Streptococcus pneumoniae. Streptococchi Streptococcus pyogenes, Streptococcus viridans. Stafilococchi: Staphylococcus aureus, Staphylococcus haemolyticus.	Klebsiella pneumoniae Haemophilus influenzae (bacillo di Pfeiffer) Haemophilius influenzae Pseudomonas aeruginosa Legionella pneumofilia Escherichia coli

La batterioscopia preliminare dell'espettorato è il metodo più semplice per verificare l'agente eziologico della polmonite ed è di fondamentale importanza per la scelta della terapia antibiotica ottimale. Ad esempio, se negli strisci colorati con Gram vengono rilevati diplococchi (pneumococchi) o stafilococchi Gram-positivi, anziché antibiotici ad ampio spettro che aumentano il rischio di selezione e diffusione di microrganismi resistenti agli antibiotici, può essere prescritta una terapia mirata attiva contro pneumococchi o stafilococchi. In altri casi, la rilevazione di una flora batterica Gram-negativa prevalente negli strisci può indicare che l'agente eziologico della polmonite sono enterobatteri Gram-negativi (Klebsiella, Escherichia coli, ecc.), il che richiede la prescrizione di una terapia mirata appropriata.

È vero che una conclusione approssimativa sul probabile agente causale di un'infezione polmonare può essere formulata al microscopio solo sulla base di un aumento significativo della carica batterica nell'espettorato, a una concentrazione di 10 ⁶ - 10 ⁷ mc/ml e oltre (LL Vishnyakova). Basse concentrazioni di microrganismi (< 10 ³ mc/ml) sono caratteristiche della microflora concomitante. Se la concentrazione di organismi microbici oscilla tra 10 ⁴ e 10 ⁶ mc/ml, ciò non esclude il ruolo eziologico di questo microrganismo nell'insorgenza di un'infezione polmonare, ma non lo dimostra nemmeno.

Va inoltre ricordato che i patogeni intracellulari "atipici" (micoplasma, legionella, clamidia, rickettsia) non si colorano secondo la colorazione di Gram. In questi casi, il sospetto di un'infezione "atipica" può sorgere se negli strisci dell'espettorato si rileva una dissociazione tra un numero elevato di neutrofili e un numero estremamente ridotto di cellule microbiche.

Purtroppo, la batterioscopia in generale ha una sensibilità e una specificità piuttosto basse. Il valore non predittivo, anche per pneumococchi ben visualizzati, raggiunge appena il 50%. Ciò significa che nella metà dei casi il metodo fornisce risultati falsi positivi. Ciò è dovuto a diverse ragioni, una delle quali è che circa 1/3 dei pazienti ha già ricevuto antibiotici prima del ricovero, il che riduce significativamente l'efficacia della batterioscopia dell'espettorato. Inoltre, anche in caso di risultati positivi del test che indicano una concentrazione piuttosto elevata di patogeni batterici "tipici" nello striscio (ad esempio pneumococchi), non si può escludere completamente la presenza di una coinfezione con patogeni intracellulari "atipici" (micoplasma, clamidia, legionella).

Il metodo della batterioscopia su strisci di espettorato colorati con Gram, in alcuni casi aiuta a verificare l'agente eziologico della polmonite, sebbene in generale abbia un valore predittivo molto basso. I patogeni intracellulari "atipici" (micoplasma, legionella, clamidia, rickettsia) non vengono affatto identificati dalla batterioscopia, poiché non sono colorati con Gram.

Vale la pena menzionare la possibilità di diagnosi microscopica nei pazienti con polmonite da infezione polmonare fungina. Il più rilevante per i pazienti sottoposti a trattamento a lungo termine con antibiotici ad ampio spettro è il rilevamento di Candida albicans sotto forma di cellule simili a lieviti e micelio ramificato durante l'esame microscopico di preparati di espettorato nativo o colorato. Questi indicano un'alterazione della microflora del contenuto tracheobronchiale, che si verifica sotto l'influenza del trattamento antibiotico, e che richiede un significativo aggiustamento della terapia.

In alcuni casi, i pazienti con polmonite devono differenziare il danno polmonare esistente dalla tubercolosi. A tale scopo, viene utilizzata la colorazione dello striscio dell'espettorato secondo Ziehl-Neelsen, che in alcuni casi consente di identificare i micobatteri della tubercolosi, sebbene un risultato negativo di tale esame non significhi che il paziente non sia affetto da tubercolosi. Quando si colora l'espettorato secondo Ziehl-Neelsen, i micobatteri della tubercolosi vengono colorati di rosso e tutti gli altri elementi dell'espettorato vengono colorati di blu. I micobatteri della tubercolosi hanno l'aspetto di bastoncini sottili, dritti o leggermente ricurvi, di lunghezza variabile, con ispessimenti individuali. Si trovano nel preparato in gruppi o singolarmente. La rilevazione anche di singoli micobatteri della tubercolosi nel preparato ha valore diagnostico.

Per aumentare l'efficienza della rilevazione microscopica dei micobatteri della tubercolosi, vengono utilizzati diversi metodi aggiuntivi. Il più comune di questi è il cosiddetto metodo di flottazione, in cui l'espettorato omogeneizzato viene agitato con toluene, xilene o benzina, le cui gocce, galleggiando verso l'alto, catturano i micobatteri. Dopo che l'espettorato si è depositato, lo strato superiore viene applicato su un vetrino con una pipetta. Il preparato viene quindi fissato e colorato secondo Ziehl-Neelsen. Esistono anche altri metodi di accumulo (elettroforesi) e di microscopia dei batteri della tubercolosi (microscopia a luminescenza).

L'esame microscopico (analisi) dell'espettorato consente di individuare muco, elementi cellulari, formazioni fibrose e cristalline, funghi, batteri e parassiti.

Cellule

• I macrofagi alveolari sono cellule di origine reticoloistiocitaria. Un gran numero di macrofagi nell'espettorato viene rilevato in corso di processi cronici e nella fase di risoluzione di processi acuti nel sistema broncopolmonare. I macrofagi alveolari contenenti emosiderina ("cellule del difetto cardiaco") vengono rilevati in caso di infarto polmonare, emorragia e congestione del circolo polmonare. I macrofagi con goccioline lipidiche sono un segno di un processo ostruttivo nei bronchi e nei bronchioli.
• Le cellule xantomatose (macrofagi grassi) si trovano negli ascessi, nell'actinomicosi e nell'echinococcosi polmonari.
• Le cellule epiteliali ciliate colonnari sono le cellule della mucosa della laringe, della trachea e dei bronchi; sono presenti nella bronchite, nella tracheite, nell'asma bronchiale e nei tumori maligni dei polmoni.
• L'epitelio piatto viene rilevato quando la saliva entra nell'espettorato e non ha alcun valore diagnostico.
• I leucociti sono presenti in qualsiasi espettorato in quantità variabili. Un gran numero di neutrofili si trova nell'espettorato mucopurulento e purulento. L'espettorato è ricco di eosinofili in caso di asma bronchiale, polmonite eosinofila, lesioni polmonari elmintiche e infarto polmonare. Gli eosinofili possono essere presenti nell'espettorato in caso di tubercolosi e cancro ai polmoni. I linfociti si trovano in grandi quantità in caso di pertosse e, meno frequentemente, di tubercolosi.
• Globuli rossi. La rilevazione di singoli globuli rossi nell'espettorato non ha valore diagnostico. Se nell'espettorato è presente sangue fresco, vengono rilevati globuli rossi non modificati, ma se con l'espettorato viene rilasciato sangue rimasto a lungo nelle vie respiratorie, vengono rilevati globuli rossi dilavati.
• Le cellule tumorali maligne si trovano nelle neoplasie maligne.

Fibre

• Le fibre elastiche compaiono durante la disintegrazione del tessuto polmonare, accompagnata dalla distruzione dello strato epiteliale e dal rilascio di fibre elastiche; si riscontrano nella tubercolosi, negli ascessi, nell'echinococcosi e nelle neoplasie polmonari.
• Le fibre a forma di corallo si trovano in malattie polmonari croniche come la tubercolosi cavernosa.
• Le fibre elastiche calcificate sono fibre elastiche impregnate di sali di calcio. La loro presenza nell'espettorato è caratteristica della disintegrazione della pietrificazione tubercolare.

Spirali, cristalli

• Le spirali di Kurshman si formano in caso di spasticità bronchiale e presenza di muco in essi. Durante un colpo di tosse, il muco viscoso viene spinto nel lume di un bronco più grande, avvolgendosi a spirale. Le spirali di Kurshman si manifestano in caso di asma bronchiale, bronchite e tumori polmonari che comprimono i bronchi.
• I cristalli di Charcot-Leyden sono prodotti di degradazione degli eosinofili. Di solito si trovano nell'espettorato contenente eosinofili; sono caratteristici di asma bronchiale, condizioni allergiche, infiltrati eosinofili nei polmoni e paralisi polmonare.
• I cristalli di colesterolo compaiono negli ascessi, nell'echinococcosi polmonare e nelle neoplasie polmonari.
• I cristalli di ematoidina sono caratteristici dell'ascesso polmonare e della cancrena.
• Le drusen di actinomicete sono presenti nell'actinomicosi polmonare.
• Gli elementi di Echinococcus compaiono nell'echinococcosi polmonare.
• I tappi di Dietrich sono noduli di colore grigio-giallastro dall'odore sgradevole. Sono costituiti da detriti, batteri, acidi grassi e goccioline di grasso. Sono caratteristici di ascessi polmonari e bronchiectasie.
• La tetrade di Ehrlich è composta da quattro elementi: detriti calcificati, fibre elastiche calcificate, cristalli di colesterolo e micobatteri tubercolari. Si manifesta durante la decomposizione di una lesione tubercolare primaria calcificata.

Il micelio e le cellule fungine in gemmazione compaiono durante le infezioni fungine del sistema broncopolmonare.

I batteri Pneumocystis sono presenti nella polmonite da Pneumocystis.

Nella coccidioidomicosi dei polmoni vengono rilevate sferule fungine.

Le larve di Ascaris vengono rilevate durante l'ascaridiosi.

Le larve di nematodi sono presenti nella strongiloidiasi.

Le uova del trematode polmonare vengono rilevate durante la paragonimiasi.

Elementi presenti nell'espettorato in caso di asma bronchiale. Nell'asma bronchiale, viene solitamente secreta una piccola quantità di espettorato mucoso e viscoso. Macroscopicamente, si possono osservare spirali di Curschmann. L'esame microscopico rivela tipicamente eosinofili, epitelio cilindrico e cristalli di Charcot-Leyden.