Влияние бытового газа на морфофункциональное состояние миокарда крыс

ИЮНЬ №6

45

с =1

ВЛИЯНИЕ БЫТОВОГО ГАЗА НА МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ

МИОКАРДА КРЫС

Е. Ю. Калинина

INFLUENCE OF HOUSEHOLD GAS ON A MORFOFUNKTSIONALNY CONDITION

OF A MYOCARDIUM OF RATS

E.Yu. Kalinina

ГОУ ВПО «Оренбургская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации Изучены морфофункциональные изменения миокарда при моделировании подострого токсического воздействия бытовым газом на крыс в эксперименте. Установлено, что подострая интоксикация бытовым газом и его метаболитами вызывает глубокие структурно-метаболические поражения миокарда, способные в дальнейшем приводить к развитию хронической сердечной недостаточности. Ключевые слова: токсическое действие бытового газа, миокард.

Morfofunktsionalny changes of a myocardium when modeling subsharp toxic influence by household gas on rats in experiment are studied. It is established that subsharp intoxication household gas and its metabolites causes the deep structural and metabolic defeats of a myocardium capable further to give to development of chronic warm insufficiency. Keywords: Domestic gas poisoning, myocardium.

Введение. В связи с возрастанием использования в промышленности и быту количества химических агентов, представляющих токсическую опасность для человека, в последнее время все большую актуальность приобретает проблема химической безопасности [1, 3].

Бытовой газ является веществом, достаточно широко применяемым как в промышленности, так и в быту — в повседневной жизни человека. Компоненты бытового газа — пропан, бутан, метан, этан — некоторыми исследователями определяются как умеренно токсичные вещества. Но, несмотря на это, в литературе имеется достаточно большое количество сведений о развитии различных патологических состояний под воздействием данных веществ на организм в токсической дозе [2, 4, 5]. По данным литературы и достаточно большому количеству практических наблюдений, при воздействии пропан-бутановой смеси на человека в токсической дозе отмечается четко выраженный кар-диотоксический эффект, проявляющийся развитием нарушений ритма и появлением очагов некроза (при смертельных отравлениях) [6, 7].

Целью настоящей работы явилось изучение мор-фофункциональных изменений миокарда при моделировании в эксперименте токсического воздействия на животных бытового газа в концентрации LD50 по пропану и бутану.

Объекты и методы исследования. Для создания экспериментальной модели токсического воздействия бытовым газом использовались 120 беспородных половозрелых крыс самцов массой от 150 до 200 г. Все животные содержались в стандартных условиях вивария. При выполнении экспериментов соблюдали «Правила выполнения работ с использованием экспериментальных животных». В качестве отравляющего вещества использовался бытовой газ из 5-литровых баллонов ГОСТа 15860—84 для газовых плит, который через редуктор под низким давлением подавался в затравочную камеру. При проведении эксперимента животные находились в камере в течение 10—15 мин. Контрольные животные в количестве 20 штук находились в обычной воздушной среде. Для гистологического и гистохимического исследований забирались кусочки миокарда размером 0,5 х 0,5 см. Парафиновые срезы толщиной 5 мкм окрашивались гематоксилин-эозином, пикрофуксином по Ван Гизону. Для постановки гистохимических реакций приготавливали 10 мкм криостатные срезы. Определяли активность НАД-Н2-дегидрогеназы, лактатдегидрогеназы (ЛДГ), сукцинатдегидрогеназы (СДГ). Активность ферментов оценивалась количественным цитоспектрофотоме-трическим способом в саркоплазме кардиомиоцитов. Измерение активности ферментов выполняли путем оценки показателей оптической плотности, вычисляемых на основании фотометрирования 50 точек на каждом препарате.

Статистическая обработка данных проводилась по программе «Statgraph». Сравнение средних проводили с помощью критерия Стьюдента.

Результаты и обсуждение. При морфологическом исследовании микроскопически отмечались полнокровие и дистрофические изменения кардиомиоцитов — наблюдалось полнокровие капилляров, единичные кровоизлияния, умеренно выраженный отек межмышечной и периваскулярной ткани, плазматическое пропитывание стенок мелких артерий и артериол, очаговые изменения мышечных волокон (фрагментация миофи-брилл, эозинофилия, отек цитоплазмы, явления некроза). Подобные изменения наблюдались как во внутренних, так и в наружных слоях миокарда. Отличительной особенностью морфологических изменений миокарда являлась их мозаичность. Помимо полнокровия капилляров, на отдельных участках определялись стаз и слад-жирование эритроцитов в просвете сосудов.

Для оценки функционального состояния органа в условиях эксперимента было произведено количественное гистохимическое исследование ферментативной активности некоторых метаболических показателей.

В первую очередь исследовались окислительно-восстановительные ферменты как показатель энергообеспечения клетки. Для этой цели выявлялся фермент сукцинат-дегидрогеназа (СДГ), являющийся показателем аэробных процессов, лактат-дегидрогеназа (ЛДГ), основной показатель гликолиза (т. е. анаэробных процессов, происходящих в клетке), а также один из наиболее общих показателей состояния функции митохондрий НАД-Р2 дегидрогеназа (НАД).

Гистохимическое исследование миокарда экспериментальных животных позволило обнаружить существенные изменения метаболизма клеток (табл.), характеризующиеся нарушением тканевого дыхания и транспортных процессов. В результате проведения гистоэнзимологического анализа выявлено, что при токсическом подостром воздействии газа в миокарде наблюдается достоверное (р < 0,05) повышение активности ЛДГ и снижение активности СДГ по сравнению с контролем. Активность НАД-Н2-дегидрогеназы достоверно (р < 0,05) повышается по сравнению с активностью данного фермента в группе контрольных животных (табл.).

Влияние подострой интоксикации бытовым газом на активность ферментов миокарда крыс в условных единицах оптической плотности

СДГ ЛДГ НАД

Эксперимент 14,1±1,3 23,17±1,1 30,61 ± 1,02

Контроль 26,8±1,01 11,8 ± 1,2 22,4 ± 1,1

46

ЗНиСО ИЮНЬ №6

Обнаруженные морфофункциональные изменения свидетельствуют об изменении цитоплазматических и митохондриальных окислительно-восстановительных процессов в миокарде. Развивающаяся гипоксия приводит к усилению процессов анаэробного гликолиза на фоне резкого снижения аэробных процессов. При подо-стром токсическом воздействии бытового газа на фоне вышеуказанных изменений происходит повышение энергетических потребностей клеток, проявляющееся увеличением активности НАД-Н2. Подобные изменения энергопотребления клетки могут быть признаками компенсаторных явлений, происходящих в органе.

Таким образом, экспериментальное исследование показало, что при создании модели подострого токсического воздействия бытового газа у экспериментальных животных развивается ацидотический сдвиг в результате циркулярной гипоксии. Полученные данные свидетельствуют о высокой чувствительности миокарда к гипоксическим явлениям различного генеза и троп-ности данного органа к воздействию пропан-бутановой смеси. В результате выявленных метаболических изменений возникает тяжелое поражение миокарда. Отсутствие коррекции данных изменений в дальнейшем может приводить к развитию сердечной недостаточности.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Батоцыренов Б.В. Патогенетические основы интенсивной терапии неспецифических поражений в ранней фазе острых

отравлений нейротропными ядами: Автореф. дисс. ... докт. мед. наук. СПб., 2002. —Р

Гилев В.Г. К патоморфологии хронической интоксикации !**>* крекинг-газом (экспериментальное исследование). Уфа, 1971. О 32 с.  р.

Литвинов А.А. Анализ зарубежных и отечественных ста- —р тистических данных по острым химическим отравлениям

/А.А. Литвинов, Ю.Н. Остапенко, В.И. Казачков [и др.] // —Р

Токсикол. вестник. № 5. 1997. С. 5—12. —

Могош Г. Острые отравления: диагноз и лечение. Бухарест: ^ Медицинское издательство, 1984. 580 с.

Dargush R., Schubert D. Specificity of resistance to oxidative stress //J. Neurochem. 2002. Vol. 81 (6). P. 1394-140. ^

El-Menyar A. A., El-Tawil M., Al Suwaidi J. A teenager with angiographically normal epicardial coronary arteries and acute myocardial infarction after butane inhalation. Eur J Emerg Med. 2005 Jun; 12 (3): 137-41.

Novosel I., Kovacic Z., Gusic S., Batelja L., Nestic M., Seiwerth S., Skavic J. Immunohistochemical detection of early myocardial damage in two sudden deaths due to intentional butane inhalation. Two case reports with review of literature. J Forensic Leg Med. 2011 Apr; 18 (3): 125-31. Epub 2011 Feb 1.

Контактная информация:

Калинина Елена Юрьевна, тел.: 8(903)395-00-02 e-mail: kalininy@inbox.ru

Contact information: Kalinina Elena, phone 8(903)395-00-02, e-mail: kalininy@inbox.ru

Персоналии месяца ИЮНЬ

3 июня — 100 лет со дня рождения Елены Ивановны Воронцовой (1913—2007, род в Москве), отечественного гигиениста, члена-корреспондента РАМН. В 1961—1971 гг. — заместитель директора по научной работе, затем (1971—1985) заведующая лабораторией промышленных аэрозолей Института гигиены труда и профзаболеваний (ныне Научно-исследовательский институт медицины труда). Научные работы посвящены гигиене труда и профпатологии на предприятиях цветной металлургии, машиностроительной, судостроительной и горнорудной промышленности, изучению патогенного воздействия аэрозолей, разработке мер борьбы с пневмокониозами. Лауреат Государственной премии СССР (1971) за разработку вопросов гигиены труда при сварочных работах.

8 июня — 50 лет со дня смерти Гастона Леона Рамона (G.L. Ramon, 1886—1963), французского бактериолога и иммунолога, члена Академии наук Франции, ученика Э. Ру. Был заместителем директора, затем директором Пастеровского института в Париже (1934—1940). Открыл феномен флоккуляции (1923), разработал метод приготовления анатоксина, пригодного для иммунизации людей, легший в основу производства анатоксина во многих странах мира. Открыл принцип усиления иммуногенеза с помощью неспецифических стимуляторов, а также ассоциированных вакцин, добавляемых к антигенам (анатоксинам). Эти открытия позволили разрешить проблему радикальной профилактики дифтерии (анатоксин по Рамону) и столбняка у раненых. Являлся почетным членом Всесоюзного института экспериментальной медицины (1933).

ПОЗДРАВЛЯЕМ !

20 июня

90 лет

ФГБУ «Научно-исследовательский институт медицины труда» Российской академии медицинских наук

С момента образования Институт активно развивает профилактическое направление отечественной медицины, являясь научным и методическим центром страны по комплексному изучению влияния производственно-профессиональных факторов на здоровье работающих и разработке научно обоснованных путей оздоровления условий труда с целью сохранения и укрепления здоровья работающих, продления их жизни, предупреждения и лечения профессиональных заболеваний.