Роль лимфатической системы в регуляции интракорпорального кругооборота воды при ожоговой травме

Н.П. Бгатова, Ю.И. Бородин, О.Ю. Павленко, В.П. Кокшарова, О.П. Макарова, Е.Г. Скуридина, В.В. Шедина

РОЛЬ ЛИМФАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ В РЕГУЛЯЦИИ ИНТРАКОРПОРАЛЬНОГО КРУГООБОРОТА ВОДЫ ПРИ ОЖОГОВОЙ ТРАВМЕ

ГУ НИИ клинической и экспериментальной лимфологии СО РАМН, Новосибирск

Показано, что в условиях термического ожога кожи в печени и поднижнечелюстной слюнной железе развиваются структурные изменения, свидетельствующие о нарушении лимфатического дренажа и функции исследованных органов. Выраженность данных изменений снижается при коррекции лимфатического дренажа ожоговой раны кожи использованием аппликаций раневого покрытия с сорбционными свойствами, способствующими снижению степени интоксикации организма. Предполагается, что воздействие на периферическое звено лимфатической системы может оказывать влияние на ее функцию и состояние водного баланса организма в условиях ожоговой травмы. Индикатором степени дегидратации организма в послеожоговом периоде может быть структура поднижнечелюстной слюнной железы.

Ключевые слова: термический ожог

Одной из функций лимфатической системы является поддержание водного баланса организма Ш- Показано, что в условиях глубокого ожога лимфатические сосуды не в состоянии дренировать и отводить из тканей региона жидкость, белки и клеточные элементы, появляющиеся при воспалении за счет увеличения проницаемости кровеносных капилляров и повреждения тканей [2]. В итоге происходит дегидратация организма в связи с потерей жидкости через обожженную поверхность кожи [3]. Значительное место в регуляции и сохранении гомеостаза организма, в том числе и при термических ожогах, занимает печень [4]. В норме до 50-80% лимфы грудного протока поступает из печени и эта величина у человека примерно равна 2-3 литрам [5]. Кроме того, известно, что для крыс, у которых отсутствуют потовые железы, большую роль в регуляции водного баланса организма играют слюнные железы [6].

Ранее нами были выявлены структурные признаки коррекции лимфатического дренажа ожоговой раны кожи при использовании раневого покрытия с сорбционными свойствами на основе природного цеолита [7]. Представляет интерес изучение возможности коррекции водного баланса организма в послеожоговом периоде посредством воздействия на периферическое звено лимфатической системы — лимфатический дренаж ожох'овой раны кожи.

В связи с вышесказанным целью данной работы было выявление морфологических критериев состояния лимфатического дренажа печени

кожи, лимфатический дренаж, печень, слюнная железа

и поднижнечелюстной слюнной железы крыс в послеожоговом периоде при воздействии на лимфатический дренаж ожоговой раны кожи.

Методика

В эксперименте использовали 65 крыс-самцов породы Вистар питомника «Рассвет» г. Томска. Работу с животными проводили в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных» (Приложение к приказу Министерства здравоохранения СССР от 12.08.1977 г. №755). Под эфирным наркозом крысам выбривали участок кожи в грудопоясничной области и наносили ожог диаметром 2 см с помощью специально разработанного устройства путем подачи водяного пара в течение 5 сек. В результате у экспериментальных животных развивалась ожоговая рана кожи ЗА степени, занимающая 10% поверхности тела, что документировалось морфологическими исследованиями.

Животные были разделены на 4 группы. Первая группа — интактные животные, не подвергавшиеся термическому ожогу. Вторая группа

— животные со спонтанным развитием раневого процесса. Третья группа — животные, которым в качестве корректора лимфатического дренажа ожоговой раны в течение 7 дней после ожога накладывали на раневую поверхность контейнеры с природным минеральным сорбентом — цеолитом. Смену контейнеров производили ежедневно. Нами был применен контейнер из полупроницаемой целлофановой оболочки (с диаметром пор не менее 10 нм), который заполнялся тонко измель-

ченной цеолитсодержащей горной породой (фракция помола 0,01 мм). В качестве сырья использовался цеолитизированный вулканический туф Милоградовского месторождения (Приморский край). Четвертая группа — животные, которым на ожоговую поверхность ежедневно наносили мазь «Левомеколь». Этим животным также делали ежедневные перевязки. «Левомеколь» использовали в качестве принятого местного лечения ожоговых ран [8J.

Животных декапитировали под эфирным наркозом через 1, 3, 7, 15, 30 суток после нанесения ожога. В качестве объектов для светооптического и электронно-микроскопического исследования использовали образцы печени и поднижнечелюс-тной слюнной железы от 5 животных в каждой группе, которые исследовали с помощью светового и электронного микроскопов.

Для изучения в просвечивающем режиме электронного микроскопа образцы органов фиксировали в 1% растворе 0s04 на фосфатном буфере (рН=7,4), дегидратировали в этиловом спирте возрастающей концентрации и заключали в эпон. Из полученных блоков готовили полутонкие срезы толщиной 1 мкм, окрашивали толуидиновым голубым, изучали под световым микроскопом и выбирали необходимые участки тканей для исследования в электронном микроскопе. Из отобранного материала получали ультратонкие срезы толщиной 35-45 нм на ультратоме LKB-8800, контрастировали насыщенным водным раствором уранилацетата, цитратом свинца и изучали в электронном микроскопе JEM 1010.

Морфометрию ультраструктурной организации клеток печени и поднижнечелюстной слюнной железы выполняли в соответствии с общепринятыми принципами и методами при увеличении в 48000 и использовании открытой и закрытой тестовых систем. Статистическую обработку количественных показателей проводили с помощью t-критерия Стьюдента, считая значимыми различия при Р<0,05.

Для оценки степени эндогенной интоксикации использовали метод определения средних молекул в сыворотке крови экспериментальных животных. «Средние молекулы» представляют собой гетерогенный континуум веществ в основном пептидной природы, молекулярная масса которых колеблется в диапазоне 300-5000 Да. Определение концентрации молекул средней массы проводили по методу, предложенному Габриелян И.И. с соавт. [9].

Результаты

При спонтанном заживлении ожоговой раны кожи в печени развивались структурные признаки, свидетельствующие о нарушении лимфати-

ческого дренажа в органе и функции гепатоцитов. Происходила деструкция лимфатических путей оттока жидкости — пространств Диссе, эндоте-лиоцитов лимфатических капилляров и сосудов портальных трактов, что является отражением несостоятельности лимфатического дренажа органа [10]. Максимальное снижение объемных плотностей микропиноцитозных везикул и органоидов, ответственных за синтетические, энергетические и транспортные функции эндотелиоци-тов лимфатических капилляров, отмечали на 7-е и 15-е сутки после термического ожога кожи (Рис.

1, 2а), в период, когда в ожоговой ране отмечали максимальное развитие воспалительного процесса [7]. Отмеченные структурные изменения сохранялись до конца эксперимента.

Наряду с этим отмечали нарушение структуры гепатоцитов. При изучении ультраструктурной организации гепатоцитов в послеожоговом периоде отмечали расширенные цистерны гранулярного эндоплазматического ретикулума и комплекса Гольджи. Через трое суток после ожога кожи объемная плотность гранулярного эндоплазматического ретикулума была ниже контрольного уровня на 24%, поверхностная плотность гранулярного эндоплазматического ретикулума снижалась на 48%. Численная плотность прикрепленных рибосом и свободных иолисомальных рибосом уменьшалась на 57 и 60% соответственно. Объемная плотность митохондрий уменьшалась на 29%. Поверхностная плотность внутренней мембраны митохондрий была меньше контрольного уровня на 53% (Рис. 26,3). Сниженными были объемные плотности пероксисом. В клетках печени не обна-

Ик Пня Вц Рис. 1. Объемная плотность цитоплазматических микропиноцитозных везикул в цитоплазме эндотелиоцитов лимфатических капилляров печени в послеожоговом периоде.

К — интактные животные; НЛ — животные со спонтанным заживлением ожоговой раны кожи; Ц — животные, получавшие аппликации раневого покрытия на основе природного цеолита; ЫА — численная плотность структур (число структур в тестовой площади); Ую- объемная плотность структур (% от объема цитоплазмы); * — обозначены величины, достоверно отличающиеся от соответствующих показателей у интактных крыс контрольной группы.

5 -

4.5

1.5 -

1 сутки

3 сутки

7 сутки

15 сутки

30 сутки

1 сутки 3 сутки 7 сутки 15 сутки 30 сутки

Рис. 2. Нарушение структурной целостности эндотелиоцитов лимфатического капилляра (а) и ультраструктура гепатоцита (б) печени крысы со спонтанным заживлением ож оговой раны, 3-е суток

после термической травмы. Увеличение 10000.

руживался гликоген, повышенной была объемная плотность липидных включений. В цитоплазме гепатоцигов возрастала объемная плотность вторичных лизосом. Данные изменения в структуре гепатоцигов животных со спонтанным заживлением ожоговой раны кожи сохранялись до 30-х суток исследования.

В условиях воздействия на лимфатический дренаж ожоговой раны кожи использованием раневого покрытия на основе природного цеолита отмечали большую сохранность печени и структурных основ лимфатического дренажа органа пространств Диссе и эндотелиоцитов лимфатических капилляров.

В послеожоговом периоде у животных данной группы эндотелиоциты лимфатических капилляров претерпевали менее выраженные ультрас-труктурные изменения. Имела место тенденция к снижению объемных плотностей мембран гранулярного эпдоплазматического ретикулума, митохондрий, лизосом и микропиноцитозиых везикул.

Уменьшались численные плотности прикрепленных и свободных полисомальных рибосом на 35 и 41% соответственно. Наблюдали истончение эндотелиоцитов лимфатических капилляров.

Полное восстановление ультраструктурной организации эндотелиоцитов лимфатических капилляров отмечали к 30-м суткам после термического ожога кожи (Рис. 1).

При коррекции лимфатического дренажа ожоговой раны кожи отмечали менее выраженные изменения в ультраструктурной организации гепатоцигов (Рис. '}). Восстановление структуры клеток отмечали к 30-м суткам эксперимента период полной н более ранней эпителизацин ожоговой раны у животных, с коррекцией лимфатического дренажа ожоговой раны [7].

Исходя из полученных нами данных, можно

Рис. 2. Поверхностная плотность внутренней мембраны митохондрий (а) и численная плотность прикрепленных рибосом (б) в цитоплазме гепатоцитов в послеожоговом периоде.

К — интактные животные; ПЛ — животные со спонтанным заж ивлением ожоговой раны кожи:

Ц — животные, получавшие аппликации раневого покрытия на основе природного цеолита; 5г поверхностная плотность структур (мкм- в 1 мкм 1 объема цитоплазмы); ЫА численная плотность структур (число структур в тестовой площади); * обозначены величины, достоверно отличающиеся от соответствующих показателей у чнтактных крыс контрольной группы. предположить, что в условиях воздействия на периферическое звено лимфатической системы лимфатический дренаж ожоговой раны кожи происходит снижение токсической нагрузки на печень, в большей степени сохраняется лимфатический дренаж и гомеостатическая функция печени.

При определении эндогенной интоксикации

Таблица

Концентрация средних молекул

Группы животных 3 суток 7 суток 15 суток 30 суток

Интактные 0.241 ±0.022 — —

Ожог без лечения 0.211 ±0.001 0.337±0,022* 0,206±0.004 0.215±0 001

Ожог + «Левомеколь* 0,207+0,015 0.233±0.011 0.208+0,002 0,194±0.005-

Ожог + раневое покрытие 0,195±0.009 0,166±0,009*'* 0.190+0,005 * 0,179±0.008'

Примечание: ’ - Р<0.05 по сравнению с интактной группой животных; — Р<0,05 по сравнению с группой животных с ожогом бе. лечения:" - Р<0.05 по сравнению с группой животных, получавших в качестве лечения аппликации мали «Левомеколь

с помощью оценки концентрации молекул средней массы было показано возрастание этого показателя на 7-е сутки после ожога у животных, со спонтанным заживлением на 40% (Таблица 1). В условиях использования аппликации мази «Левомеколь» на 7-е сутки эксперимента концентрация молекул средней массы была ниже соответственного показателя у нелечеиных животных на 30%.

При использовании аппликации раневого покрытия с сорбционными свойствами концентрация молекул средней массы была меньше, чем у нелечеиных животных, на 60% и чем у животных, получавших аппликации мази «Левомеколь» на 30%. Эта тенденция сохранялась до 30-х суток эксперимента (Таблица 1).

Важным диагностическим признаком степени дегидратации организма в послеожоговом периоде оказалась структура поднижнечелюстпой слюнной железы. В послеожоговом периоде в структуре поднижнечелюстпой слюнной железы животных со спонтанным развитием ожоговой раны происходило резкое уменьшение размеров интерстициальных пространств (Рис. 4).

Возрастала плотность прилегания друг к другу концевых отделов. Исчезали отмечаемые у нн-тактпых животных широкие интерстициальные пространства вокруг исчерченных выводных протокой (Рис. I). Микрососуды и клетки соединительной ткани располагались плотно друг к другу в узких межткаиевых щелях. Возрастало содержание клеток соединительной ткани. Просветы лимфатических капилляров были расширены.

В уЛьтраструктурной организации серо-цнтов наблюдали дезинтеграцию органоидов. ! 1евозможно было выделить стадии секреторного цикла, так как секреторные включения, имеющие низкую электронную плотность, ограниченные 11 неограниченные мембраной, обнаруживались в цитоплазме всех клеток концевых отделов (Рис. 5). Это, по-видимому, было связано с нарушением транспорта и выведения секреторных гранул в связи с деструкцией микротрубочек цптоскеле-та в результате отека клеток 111|. Митохондрии имели электронно-плотный матрикс. Снижалась концентрация крист митохондрий. Происходила дезорганизация структуры гранулярного эн-

Рис. I. Структура поднижнечелюстпой слюнной железы. Окраска толуидиновым голубым.

Увеличение 10x40.

а - структура слюнной железы ишпактного животного; б - слюнная мелела крысы через 15 суток после термического ожога кожи при спонтанном заживлении ожоговой раны кож и; о — слюнная железа крысы через 15 суток после термического ожога кожи при использовании аппликаций раневого покрытия па основе цеолита.

Рис. 5. Накопление секреторных включений в сероцитах поднижнечелюстной слюнной железы крысы через 30 суток после термического ожоги кожи при спонтанном заживлении ожоговой раны.

Увеличение 12000

доплазматического ретикулума и комплекса Гольджи, уменьшалась численная плотность прикрепленных н свободных полнеомальных рибосом (Рис. 6).

Наблюдали набухание зидотелиоцитов кровеносных капилляров. При исследовании структуры лимфатических капилляров отмечали участки с нарушением целостности люмнналь-ной и базальной поверхности эндотелиальной выстилки. Наблюдали значительный отек пери-васкулярного пространства и дезорганизацию пучков коллагеновых волокон в интерстицни. В ультраструктурної"! организации эндотелиоцитов лимфатических капилляров уже через трое суток

100

к Пнл ИцПл

Рис. 6. Численная плотность прикрепленных рибосом в сероцитах слюнной железы в послеожоговом периоде.

К иитактные животные; ІІЛ — животные со спонтанным заж ивлением ожоговой раны кожи;

Ц животные, получавшие аппликации раневого покрытия на основе природного цеолита; Л- животные, получавшие аппликации мази *Левомеколь*; №4 - численная плотность структур (число структур в тестовой площади); * — обозначены величины, достоверно отличающиеся от соответствующих показателей у интактиых крыс контрольной группы.

послетермического ожога кожи происходило снижение на 45% объемной плотности митохондрий н на 30% снижалась численная плотность органоидов. Объемная плотность мембран гранулярного эндоплазматического ретикулума уменьшалась на 32%, численная плотность прикрепленных рибосом — па 38% (Рис. 7). Численная плотность свободных полнеомальных рибосом снижалась на 47%, объемная плотность люмннальных микрон и нош 1ТОЗПЫХ везикул была меньше значения в контроле на 34%. цитоплазматических микро-пи поцитозных — на 28%, а объемная плотность базальных микроииноцитозных везикул уменьшалась на 35%. Объемная и численная плотности лизосом возросли на 27 и 32% соответственно. Описанные выше изменения структурных компонентов подчелюстной слюнной железы сохранялись, и возрастала степень их выраженности в течение всего исследуемого послеожогового периода.

Следовательно, после термического ожога кожи в структуре поднижнечелюстной слюнной железы развивались структурные изменения, свидетельствующие о нарушении ее функции. По-видимому, происходила дегидратация органа, так как резко снижались размеры интерстициальных пространств, возрастала плотность расположения концевых отделов, выводных протоков, микрососудов и клеток соединительной тканп в структуре железы. Ультраструктуриые изменения сероцнтов, заключающиеся в снижении содержания в цитоплазме митохондрий и рибосом, вероятно, в связи с нарушением транспортных процессов, приводили к накоплению секрета во всех клетках и. в результате, нарушению цикличности секреторных процессов. Процессы набухания эндотелнонитов кровеносных и лимфатических капилляров и отек интер-стиция свидетельствовали о нарушении лимфатического дренажа и снижении эффективности обменных процессов в строме поднижнечелюстной слюнной железы.

При использовании аппликаций контейнеров с цеолитами иа ожоговую рану в течение первой недели исследования отмечали мозаичность в структуре поднижнечелюстной слюнной железы. Наблюдали участки в органе, в которых происходило уменьшение размеров интерстициальных пространств, в том числе и вокруг исчерченных выводных протоков. Возрастала плотность прилегания друг к другу концевых отделов (Рис. 4, Г}). В то же время эти процессы были менее выражены, чем у животных со спонтанным заживлением ожоговой раны и использованием аппликаций мази «Левомеколь».

К 30-м суткам после термического ожога кожи

m

70-

60

50-

40-

30-

20-

10-

o-U*

I 11

111 IIII BIIIIII

3 суток

7 суток 15 суток 30 суток

Vv

25

20-

15-

10-

5

0 —я

3 суток

Hi lii if

7 суток 15 суток 30 суток

Ік Пня 0ц  л

Рис. 7. Численная плотность прикрепленных рибосом (а) и объемная плотность цитоплазматических микропиноцитозных везикул (б) в цитоплазме эндотелиоцитов лимфатических капилляров слюнной

железы в послеожоговом периоде.

К интактные животные; НЛ — животные со спонтанным заживлением ожоговой раны кожи; Ц - животные получавшие аппликации раневого покрытия на основе природного цеолита; Л — животные, получавшие аппликащ мази «Леоомеколь»; НА — численная плотность структур (число структур в тестовой площади); Кг- объемная плотность структур (% от объема цитоплазмы); * обозначены величины, достоверно отличающиеся от соответствующих показателей у интактных крыс контрольной группы

в условиях коррекции лимфатического дренажа

ожоговой раны использованием контейнеров с цеолитом происходило восстановление структуры нодиижнечелюстной слюнной железы. Восстанавливались размеры интерстициальных пространств и плотность расположения концевых отделов и выводных протоков. Соответствовала уровню в контроле ультраструктурная организация сероцитов и эндотелиоцитов кровеносных капилляров. Однако просветы лимфатических микрососудов сохранялись расширенными. В эндотел попитах лимфатических капилляров была снижена объемная плотность .'номинальных микропиноцитозных везикул, а сероциты были переполнены белковым секретом, что свидетельствовало о сохранении недостаточности функции органа.

Заключение

В условиях термического ожога кожи в печени происходят изменения в структуре лимфатических путей оттока жидкости — пространств Диссе и эндотелиоцитах лимфатических капилляров. Выраженность данных изменений снижается при коррекции лимфатического дренажа ожоговой рапы кожи использованием аппликаций раненого покрытия с сорбционными свойствами. Использование аппликаций раневого покрытия па основе природного цеолита в качестве местного лечения термического ожога кожи оказывает нротективное действие на структурную организацию начальных звеньев лимфатической системы кожи, обеспечивая большую эффективность ее дренажной функции и способствуя снижению степени эндогенной интоксикации организма в послеожоговом периоде.

Можно предположить, что в условиях воздействия на периферическое звено лимфатической системы — лимфатический дренаж ожоговой

раны кожи — происходит снижение токсически нагрузки на печень, в большей степени сохран; ется лимфатический дренаж и гомеостатическа функция печени. Данное предположение под тверждается исследованием структуры подии» нечелюстной слюнной железы, дегидратация кч торой в этих условиях была менее выражена.

В связи с тем что в послеожоговом период происходит значительная дегидратация полни* нечелюстной слюнной железы и данное состоя ни корригируется воздействием на лимфатически дренаж ожоговой раны кожи, структура подпил нечелюстной слюнной железы может быть индн кагором состояния водного баланса организма.

Следовательно, воздействие на периферичес кое звено лимфатической системы может о калы вать влияние па ее функцию и коррекцию вод ного гомеостаза организма в условиях ожогово! травмы.

ROLE OF THE LYMPHATIC SYSTEM IN REGULATION OF THE INTRACORPORAL WATER EXCHANGE AFTER BURN TRAUMA

N.P. Bgatova, Yi.I. Borodin, O.Yi. Pavlenko,

V.P. Koksharova, O.P. Makarova, E.G. Skuridina, V.V. Sliedina

It is shown, that in conditions of a thermal skit trauma in a liver and submandibular salivary gland: takes place structural changes such as infringement of a lymphatic drainage and function. Expressiveness of the given changes decreases at correction ol a lymphatic drainage of the skin burn wounds use ol applications wounds coverings with sorption properties, to promoting decrease in a degree of an intoxication of an organism. It is supposed, that influence on a peripheral part of lymphatic system can influence its function and correction of a water balance of an organism in conditions burn traumas. The indica-

tor of a condition of a water balance of an organism in post burn period can be structure submandibular salivary glands.

Литература

1. Бородин Ю.И. Лимфатическая система и водный гомеостаз /Ю.И. Бородин, И.А. Голубева, А.Н. Машак // Морфология. — 2005. — Т. 128. — № 4. — С. 60-64.

2. The zinc finger protein A20 protects endothelial cells from burns serum injury / C.H. Zhu, D.J. Ying, J.H. Mi et al. // Bums. - 2004. - Vol. 30. - № 2. -P. 127-133.

3. Парамонов Б.А. Ожоги: Руководство для врачей / Б.А. Парамонов, Я.О. Порембский, В.Г. Яблонский.

- М., 2000. - 480 с.

4. Cell proliferation, apoptosis, NF-kappaB expression, enzyme, protein, and weight changes in livers of burned rats / M.G. Jesche, J.F. Low, M. Spies et al. // Am. J. Physiol. Gasrointest. Liver Physiol. — 2001. — Vol. 280. — № 6.

- P. 1314-1320.

5. Trutmann M. The Lymphatics of the liver/ M. Trutmann, D. Sasse // Anat. Embryol. (Berl). — 1994. — Vol. 190. -№3. - P. 201-209.

6. Денисов А.Б. Слюнные железы. Слюна / А.Б. Денисов. М., 2000. — 136 с.

7. Структура эндотелиоцитов лимфатических капилляров кожи в условиях коррекции раневого процесса при термическом ожоге / Н.П. Бгатова, А.М. Паничев, В.П. Кокшарова и др. // Бюлл. СО РАМН.

- 2005. - № 1. - С. 37-43.

8. Спиридонова Т.Г. Патогенетические аспекты лечения ожоговых ран / Т.Г. Спиридонова // РМЖ. Хирургия. - 2002. - Т. 10. - № 8-9. - С. 88-92.

9. Габриелян И.И. Скрининговый метод определения средних молекул в биологических жидкостях: метод. Рекоменд // И.И. Габриелян, Э.Р. Левицкий Э.Р., Н.Л. Дмитриев. — М., 1985. — С. 20.

10. Origins and pathways of fluid entering sublobular lymphatic vessels in cat livers / R. Poonkhum, K. Pisetpai-san, B.J. Wanget al. //Arch. Histol. Cytol. — 2003. — Vol. 66. - №4-P. 317-326.

11. Effects of vinca alkaloids on rat parotid and submandibular glands function in vitro / A.R. Dehprour, P. Ghfafourifar, F. Madani et al.// Gen. Pfarmacol. — 1995.

- Vol. 2. - № 2. - P. 321-325.