CC BY
6
© М. С. ГНАТЮК, В. А. КОНДРАТЮК, 1990
УДК 616.127-099-091-076 + 616.127-099-07:6)6.127-008.3]-092.9
М. С. Гнатюк, В. А. Кондратюк
ФУНКЦИОНАЛЬНО-МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ МИОКАРДА ПРИ ТОКСИЧЕСКОМ ПОВРЕЖДЕНИИ
Тернопольский медицинский институт
Задачей данной работы явилось исследование изменений показателей сердечного ритма при токсическом повреждении миокарда.
Эксперимент проведен в хроническом опыте на половозрелых белых нелинейных крысах-самцах массой 200—225 г. Экспериментальным животным внутрижелудочно вводили различные химические агенты в дозах, вызывающих повреждения внутренних органов, в том числе и сердечной мышцы. 1-я группа включала 25 животных, получавших диаминодифениловый эфир в дозе 3,4 мг/кг, 2-я — 23 крысы, которым вводили ди-ангидрид пиромеллитовой кислоты в дозе 8,8 мг/кг, 3-я — 25 животных, получавших сульфат калия в дозе 620 мг/кг. Контрольная группа состояла из 30 крыс.
При изучении функционального состояния сердечно-сосудистой системы у животных измеряли артериальное давление с помощью плетизмомет-рического аппарата [5], регистрировали ЭКГ на электрокардиографе ЭК2Т-02 в 6 отведениях при скорости движения ленты 100 мм/с. Для расчета и анализа различных показателей сердечного ритма записывали не менее 100 кардиоинтерва-лов во II отведении [2, 3]. Определяли математическое ожидание (М), среднее квадратическое отклонение (о), вариационный размах (АХ), коэффициент вариации (СУ), моду (Мо), амплитуду моды (АМо), коэффициент асимметрии (Ав), эксцесс (Ех), индекс напряжения (ИН) ре-
гуляторных систем, индекс вегетативного равновесия (ИВР), вегетативный показатель ритма (ВПР), показатель адекватности процессов регуляции (ПАПР), частоту сердечных сокращений (ЧСС). Эвтаназию животных проводили быстрой декапитацией. При морфологическом изучении сердца применяли метод раздельного взвешивания его частей, планиметрию эндокардиальных поверхностей камер сердца [7], гистостереомет-рические измерения [1, 8].
Гистологические срезы отделов миокарда окрашивали гематоксилином и эозином, по ван Гизо-ну, Маллори, Вейгерту, Гейденгайну, Суданом III, проводили ШИК-реакцию, брали миокард желу-^' дочков для электронно-микроскопического исследования; проводили также изучение микропрепаратов в поляризованном свете. Количественные показатели обрабатывали на программном микрокалькуляторе «Электроника МК.-54».
Установлено, что изменения показателей кар-диоритма найдены во всех группах экспериментальных животных. Так, в 1-й группе выявлено статистически значимое (р<0,001—0,05) увеличение М, а, АХ, Mo, CV, As и снижение АМо, ИН, ИВР, ПАПР, ВПР, Ех, ЧСС. Почти аналогичная динамика показателей сердечного ритма обнаружена также во 2-й и 3-й группах. При этом во 2-й группе крыс М, а, АХ достигали самых высоких величин, Мо была ниже аналогичного показа^ теля предыдущей группы, меньшей была также
Морфометрическая характеристика частей сердца экспериментальных животных (М±т)
Изучаемый параметр Группа животных
контрольная ,-я 2-я 3-я
ЧМС, мг 1040,1±18,9 1127,3±33,6* П20,5±32,7* 1096,3 +35,1
МЛЖ, мг 648,9± 13,2 701,3±22,5* 671,8+21,0 684,5±20,4
МПЖ, мг 288,1 ±4,8 341,82±10,92* 368,7±11,4* 332,3±9,9*
ЖИ, XI0-1 4,43±0,06 4,87±0,12* 5,49±0,15* 4,85±0,18*
МЛП, мг 35,90+0,57 36,2±1,2 36,02± 1,08 36,0+:!, 1
МПП, мг 37,80+0,66 39,4±1,3 37,9+1,2 38,1 + 1,2
ИПр, хю-1 9,50±0,18 9,20±0,27 9,50±0,27 9,47+0,24
ПСЛЖ, мм2 141,8+2,7 145,6±4,2 142,5±4,8 142,3±4,5
ПСПЖ, мм2 183,3±3,3 2Ю,13±6,72* 193,6+7,8 190,7±7,5
пи.хю-1 7,73±0,12 6,93±0,21* 7,36±0,18 7,46±0,19
ПСЛП, мм2 45,4±0,9 53,6± 1,8* 53,6±1,8 48,6+1,5
ПСПП, мм2 59,8±1,2 72,9±22, I* 64,3±2,1 63,9±2,2
ПИПр, хю-1 7,76±0,15 7,35±0,18* 7,63+0,24 7,60±0,21
Примечание. ЧМС — чистая масса сердца; МЛЖ—масса левого желудочка; МПЖ — масса правого желу-& дочка; ЖИ — желудочковый индекс (МПЖ/МЛЖ); МЛП — масса левого предсердия; МПП — масса правого предсердия;™ ИПр — индекс предсердий (МЛП/МПП); ПСЛЖ, ПСПЖ, ПСЛП, ПСГ1П — площадь эндокардиальной поверхности левого и правого желудочков, левого и правого предсердий; ПИ — планиметрический индекс (ПСЛЖ/ПСПЖ); ПИПр— планиметрический индекс предсердий (ПСЛП/ПСПП); звездочка — различия по сравнению с контролем до-стов ерны.
*
ф
Патоморфология миокарда при кардиотоксическом поражении химическими веществами.
а — неравномерная гипертрофия кардномиоцнтов, отек стромы. кровоизлияния в стенке правого желудочка сердца (1-я группа животных). Ув. 7x20; б — контрактурныс повреждения мышечных волокон, кровоизлияния в левом желудочке (1-я группа). Поляризованный свет. Ув. 10X10; в — некробиоз кардиомноцнтов. воспалительная инфильтрация в правом желудочке (2-я группа). Ув. 7X20; г — очаговая деструкция крист митохондрий, лизис миофибрилл в кардномиоцнтах левого желудочка (2-я группа). X13 ООО: д — некрозы кардиомноцнтов, отек стромы в стенке левого желудочка (3-я группа). Ув. 10X10; е — ультраструктурные изменения в кардномиоцнтах правого желудочка (3-я
группа). X13 000.
степень снижения ИН, ПАПР, а ЧСС при этом доходила до 271,9±9,3 в минуту. Следует также отметить, что степень изменений перечисленных показателей сердечного ритма в 3-й группе животных была наиболее низкой. Из литературы
[2, 3] известно, что возрастание М, а, снижение ЧСС свидетельствуют об ослаблении симпатото-нических влияний на ритм сердца и повышении тонуса центров парасимпатической иннервации миокарда. Эти данные также подтверждает дина-
мика ВПР. Уменьшение ИН указывает на слабое напряжение регуляторных механизмов, снижение функциональной подвижности основных нервных процессов за счет возникновения парадоксальных реакций. Изменение асимметрии позволяет судить о нарушенной стационарности и выраженности переходных процессов в регуляции ритма сердца. Динамика величины Ех при этом указывает на наличие локальных нестабильностей. Описанные изменения исследуемых параметров свидетельствуют о дисрегуляции ритма сердца с преобладанием активности парасимпатической нервной системы. По современным представлениям, такого рода адаптация к различным внешним факторам квалифицируется как прогностически неблагоприятная и при дальнейшем их воздействии на организм может привести к срыву адаптационно-приспособительных механизмов [2, 4]. Степень увеличения Мо, снижения АМо и ИН в 1-й группе животных была максимальной, что характеризует наибольшую степень преобладания активности парасимпатического отдела вегетативной нервной системы [2].
Измерение артериального давления показало, что у контрольных крыс оно достигало 86,4± ±3,3 мм рт. ст., в 1-й группе составляло 42,5± ±3,9 мм рт. ст. (/><0,01), во 2-й — 48,6±3,3 мм рт. ст. (р<0,05), в 3-й — 50,8±2,1 мм рт. ст. (Р<0,05).
Морфометрическими исследованиями выявлено, что выраженная структурная перестройка миокарда имела место во всех экспериментальных группах животных (см. таблицу). При этом отмечено увеличение чистой массы сердца, массы левого и правого желудочков, обоих предсердий. Найдена также дилатация указанных камер сердца. Самые заметные изменения морфометриче-ских параметров частей сердца обнаружены у крыс 1-й группы.
Гипертрофия и перегрузка отделов миокарда подтверждались электрокардиографически: было отмечено снижение вольтажа зубцов, увеличение интервалов Р—С?, С)Р5, С?—Т, нарушение процессов реполяризации.
Корреляционный анализ между величиной интервала Р—Р и некоторыми кардиометрическими параметрами показал, что существует сильная положительная корреляционная связь между длиной Р—Р и массой сердца (л = 0,92±0,03), между Р—Р и массой отдельных частей миокарда (г= = 0,741 ±0,024), между Р—Р- и величиной полостей камер сердца (г=0,687±0,021).
Гистологически в частях сердца всех групп животных отмечены нарушения гемодинамики, выражающиеся в полнокровии сосудов, их расширении, явлениях периваскулярного и стромального отека, стазах, очагах кровоизляний. Найдены жировая и зернистая дистрофия, а также контрак-турные повреждения и некрозы отдельных кар-диомиоцитов, небольшие лимфоидноклеточные инфильтраты, очаговый кардиосклероз, снижение
содержания гликогена. Субмикроскопически в кардиомиоцитах обнаружены инвагинация кариоплазмы, очаговое просветление матрикса митохондрий, их набухание, деструкция крист, расширение межклеточных пространств, очаговый лизис миофибрилл, явления перикапиллярного отека, набухание канальцев саркоплазматической сети^ Перечисленные изменения наиболее выражены в" 1-й группе животных и менее всего — в 3-й группе (см. рисунок).
Между изменениями показателей сердечного ритма и патогистологическими повреждениями миокарда существует определенная зависимость. Сказанное отчетливо подтверждается динамикой параметров кардиоритма у животных 1-й группы и структурными преобразованиями сердечной мышцы у этих крыс. Таким образом, существенное изменение показателей сердечного ритма у экспериментальных животных является довольно чувствительным признаком повреждения миокарда.
Следует отметить, что найденная дисрегуляция ритма сердца с преобладанием активности пара- ^ симпатического отдела вегетативной нервной системы и описанными выше преобразованиями других параметров кардиоритма (ИН, ИВР, ПАПР, ВПР, Аб, Ех) указывает на слабость процессов мобилизации ресурсов, снижение резервных возможностей организма. Такое состояние может возникнуть при длительной гиперфункции сердца и свидетельствует о начинающемся срыве адаптации [6]. Обнаруженные патогистологиче-ские и ультраструктурные изменения миокарда, особенно у животных 1-й группы, полностью подтверждают это положение.
Таким образом, проведенное исследование позволяет заключить, что повреждения миокарда химическими агентами ведут к изменению регуля- ^ торных взаимоотношений ритмической деятельности сердца. Возникающая при длительном токсическом воздействии на организм химических факторов дисрегуляция кардиоритма с превалированием активности парасимпатического отдела нервной системы и низким напряжением регуляторных механизмов может служить прогностическим критерием поражения, а также истощения и срыва механизмов адаптации сердечно-сосудистой системы.
Литература
1. Автандилов Г. Г.. Яблучанский Н. И., Губенко В. Г. Системная стереометрия в изучении патологического процесса. — М., 1981.
2. Баевский Р. М., Кириллов О. И., Клецкин С. 3. Математический анализ изменения сердечного ритма при стрессе.— М„ 1984.
3. Баевский Р. М., Мотылянская Р. Е. Ритм сердца у % спортсменов. — М„ 1986.
4. Демина Д. М., Евлампиева М. Н., Кандрор И. С. // Физиология человека. — 1986. — Т. 12, №6. — С. 971 — 975.
5. Коган А. X. // Бюл. экспер. биол.— 1959. — Т. 48, № 10, —С. 109—113.
6. Меерсон Ф. 3. Адаптация, деадаптация и недостаточность сердца. — М., 1978.
7. Сталиорайтите Е. И., Блажас И. Н., Пангоните Д. С. // Арх. пат,— 1986,—Т. 48, № 1, —С. 23—19.
8. Ishikawa S., Fattal G.. Popiewicz J. // Amer. Rev. resp. Dis.—1972, —Vol. 105, N 3. — P. 358—367.
Поступила 28.02.89
i© Е. Р. ЯКИМОВА. Ю. Н. МОЛЬКОВ. 1990 V УДК 615.277.4.015.46:612.017.1 615.277.4.015.4:616-008.9
Е. Р. Якимова, Ю. И. Мольков
СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ НЕКОТОРЫХ БИОХИМИЧЕСКИХ И ИММУНОЛОГИЧЕСКИХ МЕХАНИЗМОВ БИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ХИМИЧЕСКОГО КАНЦЕРОГЕНА
НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
В ранее опубликованных работах [6, 8, 10] нами было показано участие альвеолярных макрофагов в развитии неспецифического симптомо-комплекса неблагоприятных изменений резистентности организма к воздействию химических загрязнений окружающей среды. При проведении ^ дальнейших исследований предусматривалось выяснение роли перекисного окисления липндов (ПОЛ) в осуществлении механизмов неспецифической резистентности организма на уровне системы альвеолярные макрофаги — ткань легкого в ранние сроки биологического действия химического канцерогена Ы-нитрозодиметиламина (НДМА). Представлялось целесообразным проведение параллельных исследований метаболического статуса липидных систем (по интенсивности синтеза и ПОЛ, состоянию фосфолипидного компонента биомембран) и функции гуморального иммунитета, отражающего изменение наиболее ранних этапов иммунного ответа [1—4, 13].
В связи с изложенным выше предпринято изу-- чение сравнительной динамики биохимической ■ трансформации скорости ПОЛ, синтеза липидов и фосфолипидов, активности мембраносвязанного фермента — р-глюкозидазы (альвеолярные макрофаги, ткань легкого), а также иммунной реакции неспецифических гетерофильных антител (сыворотка крови) в процессе развития ранних эффектов НДМА.
Методика. В эксперименте были использованы белые беспородные крысы массой 300—320 г, исследуемые сериями по 24—48 животных, разделенных на 4 группы (1—контрольная, 3 — опытные). Животным опытных групп однократно внутрижелудочно вводили НДМА (30 мг на 1 кг массы) и исследовали их через 12, 24 и 48 ч. Для определения скорости синтеза липидов и фосфолипидов в альвеолярных макрофагах и ткани легкого животным I серии за 2 ч до забоя вводили 150 мкМи пальмитиновой кислоты-14С (внутри-брюшинно). Выделяли альвеолярные макрофаги, осадок клеток получали с помощью центрифугирования суспензии, взятой от 2 животных на 1 экспериментальную точку (6 точек в группе). Готовили гомогенаты легочной ткани (1 г ткани
0
у
на 9 мл 0,85 % раствора хлористого калия). Экстракцию липидов ткани легкого и макрофагов проводили по методу J. Folch и соавт. [14]. Фос-фолипиды ткани легкого отделяли от липидов, используя тонкослойную хроматографию [5], и обсчитывали в ß-счетчике твердой фазы «Протока» (СССР). Скорость синтеза фосфолипидов выражали в процентах к скорости синтеза сбщих липидов. Интенсивность включения углерода |4С в состав липидов ткани легкого и макрофагов оценивали на жидкостном сцинтилляционном счетчике импульсов «Магк-2» фирмы «Тракор» (Голландия), учитывая эффект химического гашения. Во II серии исследований определяли активность ß-глюкозидазы (КФ 3.2.1.21) и уровень ПОЛ (по содержанию малонового диальдегида) в макрофагах (от 1 животного). Активность ß-глюкозидазы оценивали с помощью ультрамикросистемы биохимического анализа [11]. Содержание малонового диальдегида [15] определяли, используя индукцию процессов неферментативного ПОЛ инкубированием суспензии макрофагов в течение 30 мин при 37 °С с добавлением Fe3+ (10 мМ) и аскорбата в концентрации 10 мМ. Выделение и подсчет клеток осуществляли по методам, описанным ранее [11]. Отдельно исследовали способность гетерофильных антител сыворотки крови крыс к агглютинации эритроцитов барана, белых беспородных мышей и морской свинки с помощью ранее описанного микрометода в планшетах [9].
Результаты исследования. Проведенное экспериментальное изучение ранних этапов мембрано-повреждающего действия НДМА позволило установить достоверное и нарастающее увеличение содержания малонового диальдегида в альвеолярных макрофагах на 59 % (р<0,05), 190 и 240 % (/?<0,01) в различные сроки (через 12, 24 и 48 ч), что составляло в контроле 0,36± ±0,09 мкмоль на 105 клеток, в опыте 0,54±0,02, 1,06±0,13 и 1,21±0,21 мкмоль на 106 клеток соответственно. Эти изменения могут быть связаны с нарушением регуляции механизмов индукции процессов ПОЛ со стороны специализированных систем клетки, что способствует увеличению
