Влияние бытового газа на морфофункциональное состояние паренхиматозных органов крыс

О Е. Ю. КАЛИНИНА, 2012

УДК 614.72:616.36+616.61]-091.8-092.9

Е. Ю. Калинина

ВЛИЯНИЕ БЫТОВОГО ГАЗА НА МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ПАРЕНХИМАТОЗНЫХ ОРГАНОВ КРЫС

ГБОУ ВПО Оренбургская государственная медицинская академия Минздравсоцразвития РФ

Работа посвящена изучению морфофункциональных изменений печени и почек при моделировании подострого токсического воздействия бытовым газом на крыс в эксперименте.

В процессе проведенных исследований установлено, что подострая интоксикация бытовым газом и его метаболитами вызывает глубокие структурно-метаболические поражения печени и почек, способные в дальнейшем приводить к развитию хронической печеночной и почечной недостаточности.

Ключевые слова: токсическое действие бытового газа, печень, почки

E. Yu. Kalinina — EFFECT OF DOMESTIC GAS ON MORPHOLOGICAL AND FUNCTIONAL STATE OF PARENCHYMATOUS ORGANS IN RATS

State educational institution of high professional education Orenburg state medical academy of the Ministry of Health

The work is devoted to a study of morphological and functional changes in liver and kidneys in the simulation of subacute toxic exposure of rats to domestic gas in the experiment. In the course of studies found that the subacute intoxication by domestic gas and its metabolites were shown to causes profound structural and metabolic lesions of the liver and kidneys that can progress to develop the chronic liver and kidney insufficiency.

Key words: Toxic effects of domestic gas, liver, kidneys

Введение

В настоящее время все большую актуальность приобретает проблема химической безопасности в связи с возрастанием использования в промышленности и быту химических агентов, представляющих токсическую опасность для человека [4]. В связи с этим увеличивается и частота случаев острых бытовых отравлений, которые чаще возникают в результате случайного (а иногда и умышленного) приема либо воздействия на человека химических веществ, обладающих достаточно высокой токсичностью [1].

Значение проблемы возрастает в связи с увеличением риска возникновения массовых отравлений в результате техногенных химических аварий и террористических актов с применением высокотоксичных веществ. Бытовой газ является веществом достаточно широко применяемым как в промышленности, так и в быту в повседневной жизни человека. В последние годы отмечается увеличение числа случаев отравлений указанным веществом. Это объясняет все возрастающий интерес к изучению влияния бытового газа на человека.

Компоненты бытового газа — пропан, бутан, метан, этан некоторыми исследователями определяются как умеренно токсичные вещества [7]. Но, несмотря на это, воздействие смеси данных веществ на организм в токсической дозе приводит к развитию патологических состояний различной тяжести, сопровождающихся появлением множества клинических симптомов со стороны большинства органов и систем [2, 3, 5, 6, 8—10].

Органами-мишенями для бытового газа могут являться печень как основной орган обезвреживания любых токсических веществ экзогенного происхождения и почки как орган выведения токсинов и их метаболитов.

Целью настоящей работы явилось изучение морфофункциональных изменений печени и почек при моделировании в эксперименте токсического воздействия

Калинина Е. Ю. — канд. мед. наук, доц., зав. каф. судебной медицины и правоведения

на животных бытового газа в концентрации LD50 по пропану и бутану.

Материалы и методы

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 забирали кусочки печени и почек размером 0,5 х 0,5 см.

Парафиновые срезы толщиной 5 мкм окрашивали гематоксилином и эозином, пикрофуксином по Ван-Гизону и фуксилином на эластические волокна. Для постановки гистохимических реакций приготавливали 10 мкм криостатные срезы. Определяли активность НАДН2-дегидрогеназы, лактатдегидрогеназы (ЛДГ), сукцинатдегидрогеназы (СДГ). Активность ферментов оценивали количественным цитоспектрофотометрическим способом в цитоплазме клеток нефротелия и гепа-тоцитов. Измерение активности ферментов выполняли путем оценки показателей оптической плотности, вычисляемых на основании фотометрирования 50 точек на каждом препарате.

Статистическую обработку данных проводили по программе Statgraph, сравнение средних — с помощью критерия Стьюдента.

Результаты и обсуждение

При морфологическом исследовании макроскопически отмечались признаки нарушения кровообра-

65

гиена и санитария

3/2012

Влияние подострой интоксикации бытовым газом на активность ферментов почек и печени крыс в условных единицах оптической плотности

Группа

СДГ

ЛДГ

НАД

Эксперимент

почки/печень

Контроль

почки/печень

Примечание. р < 0,05.

31,82±1,7/18,8±0,5 16,22±0,8/19,36±1,7 23,83±1,7/24,92±1,1

24,4±1,3/24,4±1,2

12,1±0,6/13,4±0,4

28,3±1,1/31,3±1,6

щения в ткани печени и почек. В печени отмечалось полнокровие, особенно в центральной части долек. В почках явно прослеживалась неравномерность кровенаполнения. При микроскопическом исследовании указанных органов экспериментальных животных отмечались патогистологические изменения, выраженные в нарушении кровообращения и некробиотиче-ских изменениях клеток.

Нарушения кровообращения в ткани печени преимущественно проявились в виде полнокровия, особенно центральной части долек, редких мелких кровоизлияний, отека межбалочных пространств. Кроме того, встречались участки малокровия печеночной ткани в области спазмированных междольковых артерий.

Некробиотические процессы в гепатоцитах характеризовались прежде всего дистрофией как белкового характера, так и жирового, от пылевидного до крупнокапельного ожирения отдельных групп клеток. Поражались не только цитоплазма гепатоцитов, но и их ядра. Они становились полиморфными, гиперхром-ными. Часть ядер, особенно в погибающих гепатоци-тах, становились пикнотичными с развитием их рек-сиса и лизиса.

При микроскопическом исследовании почек экспериментальных животных отмечалось неравномерное кровенаполнение. На фоне очагового полнокровия ткани выявлялись лимфоцитарная инфильтрация и лейкостазы. Определялось большое количество диапедезных кровоизлияний, которые были выполнены в основном гемолизированными эритроцитами. Отмечалось расширение сосудистой сети мозгового вещества почек, сосудистые клубочки были полнокровны. В проксимальных и дистальных канальцах прослеживались мозаичные изменения, характерные для дистрофии. В канальцевом аппарате почки определялась белковая дистрофия в различных стадиях. Четко прослеживалась вакуольная и баллонная дистрофия эпителия канальцев. Мутное набухание клеток при этом сопровождалось разрушением внутриклеточных структур, некрозом ядер, десквамацией эпителия в просвет трубочек, отмечалась альтерация апикальных отделов цитоплазмы клеток. Отмечались туболорексис, отек и мелкоочаговые кровоизлияния межканальцевой интерстициальной ткани. В месте локализации периваску-лярных кровоизлияний имелись отек и разволокнение околотубулярных пространств.

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

В первую очередь исследовались процессы энергообеспечения клетки. Для этой цели выявлялся фермент СДГ, являющийся показателем аэробных процессов, ЛДГ — основной показатель гликолиза (т. е. анаэробных процессов происходящих в клет-

ке), а также один из наиболее общих показателей состояния функции митохондрий — НАДН2-дегидрогеназа (НАД).

Гистохимическое исследование печени и почек экспериментальных животных позволило обнаружить существенные изменения метаболизма клеток (см. таблицу), которые характеризовались нарушением энергетического обмена тканевого дыхания и транспортных процессов. Гистоэнзимологический анализ показал, что при токсическом подостром воздействии газа в ткани почек наблюдается достоверное (р < 0,05) повышение активности ЛДГ и СДГ по сравнению с таковым в контроле. Активность НАДН2-дегидрогеназы достоверно (р < 0,05) снижается по сравнению с активностью данного фермента в группе контроля.

В ткани печени, напротив, наблюдается уменьшение активности аэробных процессов, проявляющееся снижением содержания СДГ, и увеличение активности процессов анаэробного гликолиза в виде повышения содержания ЛДГ (р < 0,05) в ткани органа. Активность НАДН2-дегидрогеназы в печени снижается по сравнению с активностью данного фермента в группе контрольных животных.

Полученные данные свидетельствуют о наличии выраженных морфофункциональных изменений в гистогематическом барьере печени и почек, вызванных подострым воздействием бытового газа. При данном воздействии токсина изменяются цитоплазматические и митохондриальные окислительно-восстановительные процессы печени и почек. В печени как основном органе детоксикации усиливаются процессы анаэробного гликолиза, ключевым ферментом которого является ЛДГ. На этом фоне происходит подавление аэробных процессов в органе. Повышение активности СДГ в почках может носить компенсаторный характер, что объясняется связью окислительно-восстановительных процессов паренхиматозных органов через фумаровую кислоту с циклом синтеза мочевины. Обнаруженное при исследовании снижение активности НАДН2-дегидрогеназы может свидетельствовать об изменении энергетических потребностей клеток и некоторой декомпенсации процесса при токсическом подостром воздействии бытового газа. Все это объясняет развитие полиморфных процессов деструкции в ткани печени и почек.

Таким образом, экспериментальное исследование показало, что при создании модели подострого токсического воздействия бытового газа у экспериментальных животных развивается тяжелая циркулярная гипоксия, приводящая к развитию ацидотического сдвига. В результате этих метаболических изменений возникают тяжелые поражения печени и почек, способные в дальнейшем при отсутствии надлежащей коррекции приводить к развитию хронической печеночной и почечной недостаточности.

Литер атура

1. Батоцыренов Б. В. Патогенетические основы интенсивной терапии неспецифических поражений в ранней фазе острых отравлений нейротропными ядами: Автореф. дис. ... д-ра мед. наук. — СПб., 2002.

66

2. Бучин В. Н., Селезнев С. Б. // Тезисы докл. науч.-практ. конф. "Экология и здоровье". — Пенза, 1993. — Ч. 2. — С. 70—71.

3. Гилев В. Г К патоморфологии хронической интоксикации крекинг-газом (экспериментальное исследование). — Уфа, 1971.

4. Литвинов А. А., Остапенко Ю. Н., Казачков В. И. и др. // Токсикол. вестн. — 1997. — № 5. — С. 5—12.

5. Могош Г. Острые отравления. Диагноз и лечение. — Бухарест.: Медицинское издательство, 1984.

6. Сетко Н. П. Гигиена труда при переработке сероводородсодержащего природного газоконденсата и особенности его

биологического действия на организм: Автореф. дис. ... д-ра мед. наук. — М., 1990.

7. Томилин В. В., Бережной Р. В., Сергеев С. Н. // Суд.-мед. эксперт. — 1980. — № 3. — С. 51—53.

8. Danel V., Barriot P. Intoxications aigues en reanimation. — 2-nd ed. — Paris: Arnette, 1999.

9. Dargush R., SchubertD. // J. Neurochem. — 2002. — Vol. 81, N

6. — P. 1394—140.

10. Kandas J., Jappinen P., Sovolainen H. // Am. Industr. Hyg. Assoc. J. — 1984. — Vol. 45, N 12. — P. 787—790.

Поступила 21.11.11

© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2012

УДК 615.322:582.736].03:616.24-02:615.91].015.4.076.9

А. Н. Зиналиева, Т. К. Каримов, С. К. Бермагамбетова

ИЗУЧЕНИЕ КОРРИГИРУЮЩЕМ РОЛИ ФИТОПРЕПАРАТОВ АНТИОКСИДАНТНОГО ДЕЙСТВИЯ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ИНТОКСИКАЦИИ БИХРОМАТОМ КАЛИЯ

Западно-Казахстанский государственный университет им. Марата Оспанова, Актобе, Республика Казахстан

Нарушение структуры и функции сурфактантной системы легких (ССЛ) является обязательным компонентом почти всех пульмонологических заболеваний. Соединения хрома оказывают повреждающее действие на ССЛ, что способствует формированию неспецифических заболеваний легких, отягощая течение хромовой патологии. Результаты исследования показали, что масло солодки защищает ССЛ при хронической хромовой интоксикации.

Ключевые слова: соединения хрома, сурфактантная система легких, хроминдуцированная интоксикация, экстракт легких, бронхоальвеолярный смыв

N. Zinalieva, T. K. Karimov, S. K. Bermagambetova — THE STUDY OF CORRECTIVE ROLE OF PLANT - BASED DRUGS WITH ANTIOXIDANT ACTION IN EXPERIMENTAL INTOXICATION WITH POTASSIUM DICHROMATE.

West Kazakhstan State Medical University named after M. Ospanov, Aktobe

The disturbance of the structure and function of pulmonary surfactant system (pSS) is an essential component of almost all pulmonary diseases. Chromium compounds have a damaging effect on the PSS, which contributes to the formation of nonspecific pulmonary diseases and a burden of chrome disease. The results showed that the oil of licorice ( Glycyrrhiza glabra L) protects PSS in chronic chrome intoxication.

Key words: chromium compounds, pulmonary surfactant system, chromium-induced toxicity, an extract of the lung, bronchoalveolar lavage

Введение

Актюбинская область Республики Казахстан по залежам хромовых руд занимает 2-е место в мире, где функционируют три хромдобывающих и перерабатывающих многопрофильных промышленных предприятия, такие как Актюбинский завод хромовых соединении, Актюбинский завод ферросплавов, Донской горно-обогатительный комбинат. АО " Актюбинский завод хромовых соединений" и Актюбинский завод ферросплавов производят для страны высококачественную продукцию, одновременно загрязняя окружающую среду комплексом токсичных элементов, среди которых соединения обладающие политропным, токсическим действием, включая канцерогенный эффект, в частности это соединения трех- и шестивалентного хрома [1, 4, 5]. В основе органотоксического действия указанных

Зиналиева А. Н. — канд. мед. наук, препод. каф. гигиены питания и гигиены детей и подростков; Каримов Т. К. — чл.-кор. АН, д-р мед. наук, проф. каф. гигиены питания и гигиены детей и подростков; Бермагамбетова С. К. — канд. мед. наук., доц. рук. каф. гигиены питания и гигиены детей и подростков.

химических веществ, в том числе разновалентных соединений хрома, лежит нарушение метаболических и компенсаторных механизмов [2, 8].

Исследованиями ученых в кинетике хромовых соединении в организме установлена способность проникновения взаимоэквивалентных доз хрома через брюшину с распределением в лимфоидной ткани и экскрецией через легкие [9, 11]. Техногенные соединения хрома оказывают также повреждающее действие на сурфактантную систему легких. Повреждение последней способствует формированию и развитию неспецифических заболеваний легких [2, 7].

При xpoминдуцированной интоксикации и разработке способов защиты сурфактантной системы легких перспективна, особенно в отношении изучения особенностей метаболизма легких при хромовой патологии, как для экспериментально-клинической пульмонологии, так и для токсикологии, метаболическая коррекция с применением лекарственных средств.

В связи с этим актуальными являются вопросы изыскания новых эффективных, экономически малозатратных и нетоксичных для организма препаратов, действующих на патогенетические звенья развития

67