CC BY
28
УДК 616-092.9:615.916:615.356
Купша Е.И., Бондаренко В.В.
МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ ГИПОКСИЙ В ПЕЧЕНИ БЕЛЫХ МЫШЕЙ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ПЕРОРАЛЬНОМ ПОСТУПЛЕНИИ МАЛЫХ ДОЗ АЦЕТАТА
СВИНЦА В ОРГАНИЗМ13
Крымский государственный медицинский университет имени С.И. Георгиевского,
Симферополь, liver-life@yandex.ru
В федеральной целевой программе "Национальная система химической и биологической безопасности Российской Федерации (2009 - 2014 годы)" тяжелые металлы отнесены к числу наиболее значимых загрязнителей среды обитания человека. Наибольший вклад в суммарный индекс опасности при пероральном пути поступления на территории агропромышленного района вносят Pb и &, поступающие с продуктами. Анализ гигиенической обстановки на техногенных территориях показал, что тяжелые металлы формируют нагрузку на среду обитания и являются факторами риска хронической экспозиции. Свинец занимает первое место по рангу приоритетности тяжелых металлов для территории горнорудного района и для территории агропромышленного района; и четвертое -для территории крупного промышленного города [1].
Гипоксия является ведущим патогенетическим звеном в развитии некротических и дистрофических изменений в паренхиматозных и непаренхиматозных клеточных структурах печени при вирусных и токсических ее повреждениях [2]. Свинец индуцирует окислительный стресс с последующим пероксидативным гемолизом эритроцитов. Вовлечение гемопоэтической системы проявляется свинециндуцированными анемиями [3]. Более чем 95% содержащегося в крови свинца накапливается в эритроцитах. Таким образом, эритроциты считаются ранней и основной мишенью свинец-индуцированной токсичности в сердечно-сосудистой системе. Связываясь с фосфатидилхолином
13
Kupsha E.I., Bondarenko V.V., Morphological signs of hypoxia in the liver of albino mice under long-term ingestion of low doses of lead acetate organism. Crimean State Medical University named S.I. Georgivski, Simferopol, Russia, liver-life@yandex.ru
мембран эритроцитов и изменяя их липидный состав, свинец способствует нарушению их целостности, проницаемости и функции и, как следствие, усиление секвестрации в селезенке и возрастание эритрофагоцитоза [4, 5]. Идентификация морфологических маркеров кислородной недостаточности ткани печени при ее биопсии может помочь в подборе адекватных схем лечения, в основе которых лежит патогенетический подход. Учитывая доминирование энтерального пути поступления свинца с загрязненными продуктами и питьевой водой в бытовых условиях, представляется необходимым продолжать исследования по оценке морфофункционального состояния печени в условиях длительной экспозиции организма соединениями свинца.
елью нашей работы явилось определение светооптических и электронномикроскопических признаков, а также морфометрических параметров системы интралобулярной гемомикроциркуляции и приносящих междольковых сосудов, а также системы внутрисосудистой крови, как маркеров гипоксии, развивающейся в печени в условиях длительного поступления субтоксических доз ацетата свинца, как в изолированной форме, так и в сочетании с антиоксидантом альфа-токоферолом.
Материалы и методы. Трехмесячная свинцовая интоксикация моделировалась на 36 половозрелых самцах белых мышей линии balb /с, которые получали перорально ацетат свинца в дозе 1мг/100 г массы в течение 30, 60 и 90 суток. 15 животных служили контролем. Эксперимент включал 2 серии опытов. В 1-ой серии применяли ацетат свинца изолированно (18 мышей). Во 2-й серии использовали ацетат свинца в сочетании с пероральным введением альфа-токоферола (18 мышей). Используемые методы: гистологический, электронномикроскопический, полутонких срезов, морфометрический. Анализировалось состояние паренхимы, внутридолькового и междолькового сосудистого русла, компонентов внутрисосудистой крови. Проводили количественный подсчет площадей, периметра и диаметра синусоидных капилляров. Морфометрия проведена с применением оптического анализатора изображения «OLIMPUS BH-2» с использованием программного обеспечения «Видеотест - Морфология» (Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №990537 от 27 июля 1997 г.) и стандартного пакета статистических программ Excel с учетом числа срезов и количества животных
(Г.Г.Автандилов, 1990). Использовали t-критерий Стьюдента. Статистически достоверными считали изменения при Р<0,05.
Результаты и обсуждение. При изолированной экспозиции белых мышей ацетатом свинца в системе внутридольковой гемодинамики, призванной обеспечить достаточный объем перфузируемой крови, отмечалась редукция синусоидных гемокапилляров. Она наиболее выражена на 30 и 90 сутки эксперимента. При этом площадь профильного поля обменных гемомикрососудов
9 9
составла 83,34±11,80 мкм (30 суток) и 78,89±6,19 мкм (90 суток), в то время как в контроле - 164,55±16,09 мкм . Статистически достоверно снижены также показатели периметра и максимального диаметра синусоидного капиллярного ложа. Признаки свинцовой ангиотоксичности проявлялись потерей эндотелиальным монослоем сплошной протяженности в сосудах внутри дольки. В центральных венах гидропически набухшие эндотелиоциты теряли как межклеточные связи друг с другом, так и обычную циркулярную ориентацию. В местах отсутствия эндотелиоцитов отмечался перикапиллярный отек. В составе синусоидных капилляров на отдельных участках выявлялась не характерная для них базальная мембрана. В цитоплазме дистрофически измененных эндотелиоцитов синусоидов и центральных вен наблюдался дефицит транспортных микропиноцитозных пузырьков. Нередко отмечалась практически полная обтурация просвета капилляра иммунными клеточными ассоциатами, состоящими из лимфоцитов и клеток Купфера, что препятствовало доставке эритроцитов к гепатоцитам.
Довольно часто наблюдалось полное разрушение стенки междольковых сосудов. Выявлялись признаки нарушений в системе внутридольковой гемореологии во все сроки эксперимента. Выражены явления стаза эритроцитов и плазмы крови, сладж-феномена и гемолиза эритроцитов как в системе приносящих междольковых вен, так и в обменных внутридольковых капиллярах.
В условиях сочетанного с ацетатом свинца применения альфа-токоферола светооптический анализ сосудистого ложа выявил следующее. Морфометрические показатели площади профильного поля капилляров в динамике 1 -2-3 месяца
9 9 9
эксперимента составили 153,20±12,70 мкм , 105,11± 6,19 мкм и 200,45±19,62 мкм соответственно, при значениях контроля 164,55±16,09 мкм . Значительная редукция капиллярного ложа, как вместилища тканевых транспортеров кислорода,
наблюдалась при 2-х месячном сроке эксперимента. При этом, показатель среднего диаметра капилляров также статистически достоверно ниже контрольного значения - 11,74 ±0,38 и 14,70±0,79 мкм соответственно (Р<0,05). Сохранялась гидропическая дистрофия и некробиоз эндотелиоцитов в стенке внутридольковых гемомикрососудов. К исходу 90-х суток эксперимента наблюдалось патологическое ремоделирование междольковых сосудов, которые значительно расширялись, ветвились и вызывали компрессию и деформацию долек. Сохранялись явления стаза эритроцитов и плазмы крови, а также сладжирования красных форменных элементов.
Регистрировалось увеличенное количество внутрисинусоидальных аномальных и незрелых эритроцитов - анулоцитов и эхиноцитов во временном интервале 60-90 суток эксперимента, а также их внутрисосудистый гемолиз.
Известно, что доставка адекватного количества эритроцитов к клеткам паренхимы обеспечивается стабильной сердечной и регионарной внутригепатической гемодинамикой, призванной обеспечить достаточный объем внутридольковой перфузируемой крови. В ее основе лежит структурная целостность стенок приносящих междольковых сосудов и сохраненная функциональная морфология эндотелия, обеспечивающего эндотелий-зависимую вазодилатацию гемомикрососудов в ответ на повышенный запрос кислорода паренхиматозными и непаренхиматозными клетками [6]. При этом, достаточное развитие синусоидной капиллярной сети является наиболее значимым для адекватного снабжения гепатоцитов кислородом. Идентифицируемые нами светооптические и электронномикроскопические признаки неблагополучия регионарной гемодинамики позволяют утверждать, что имеет место стойкая циркуляторная гипоксия с преимущественной локализацией ангиопатологии в системе гемомикроциркуляции. Об этом свидетельствуют признаки деэндотелизации междольковых и внутридольковых сосудов, редукции общей площади синусоидной капиллярной сети, уменьшения показателей периметра и среднего диаметра капилляров, деструкции стенки приносящей междольковой вены, закупорка части синусоидов ассоциатами иммуноцитов. Антиоксидант альфа-токоферол не может в полной мере, как ожидалось, ликвидировать патоморфологическое состояние в системе внутригепатической гемодинамики.
При доставке к гепатоцитам даже необходимого количества эритроцитов,
диффузия запрашиваемого количества кислорода значительно зависит от функциональной морфологии собственно красных форменных элементов крови, их формы, степени деформируемости, насыщенности гемоглобина кислородом, поведением эритроцитов в кровотоке и их взаимоотталкиванием [7]. Нами идентифицированы признаки токсического влияния свинца на структурную организацию эритроцитов и степень их внутрисосудистой агрегации. Критически неблагополучными являются обусловленные свинцом сладж - феномен и гемолиз, а также более легкие формы гемореологической патологии - стаз плазмы, сепарирование ее от форменных элементов, стаз эритроцитов. Характерной чертой дизадаптации в системе эритрона является обнаружение в просвете внутригепатических сосудов стареющих и молодых форм красных форменных элементов - анулоцитов и эхиноцитов, которые, как известно, являются функционально неполноценными транспортерами кислорода.
Вышеперечисленные патоморфологические признаки позволяют идентифицировать токсически обусловленную гемическую гипоксию в системе внутригепатической доставки кислорода.
Выводы.
1. 30-90-суточная изолированная экспозиция белых мышей ацетатом свинца вызывает развитие смешанной формы внутриорганной гипоксии, признаки гемического и циркуляторного кислороддефицитных состояний. Степень выраженности каждой из гипоксических составляющих зависит от временных сроков свинцового воздействия. Морфологические маркеры гипоксии закономерно сопровождались внутридольковыми некрозами паренхимы.
2. Применение альфа-токоферола совместно с ацетатом свинца неэффективно устраняет гипоксическую патологию и способствует в ряде сроков усилению одной из составляющих гипоксии.
Литература:
1. Даукаев Р.А. Комплексная оценка содержания тяжелых металлов в объектах окружающей среды промышленного города / Р.А. Даукаев, Р.А. Сулейманов // Санитарный врач. - 2009. - № 3. - С. 34-35.
2. Шерлок Ш., Дули Дж. Заболевания печени и желчных путей: Практическое руководство. Пер. с англ. / Под ред. З.Г.Апросиной, Н.А.Мухина. - М.: Гэотар. Медицина. - 1999. - 864 с.
3. Liao Y. Selection of micronutrients used along with DMSA in the treatment of moderately lead intoxicated mice / Liao Y., Yu F., Jin Y., Lu C., Li G., Zhi X., An L., and Yang J. // Arch. Toxicol. - 2008 - 82 - Р. 37-43.
4. Won-Hee Jang. Low Level of Lead Can Induce Phosphatidylserine Exposure and Erythrophagocytosis: A New Mechanism Underlying Lead-Associated Anemia / Won-Hee Jang, Kyung-Min Lim, Keunyoung Kim, Ji-Yoon Noh, Seojin Kang, Youn-Kyeong Chang, and Jin-Ho Chung // Toxicological Sciences - 2011 - 122(1) - Р. 177-184.
5. Gurer H. Can antioxidants be beneficial in the treatment of lead poisoning? / Н. Gurer, N. Ercal // Free Radic Biol Med. - 2000. - Vol.29, №10. - Р. 927-945.
6. Патологическая физиология: Учебник./ Под ред. Н.Н. Зайко, Ю.В. Быця. - 2-е изд.- М .: МЕДпресс -информ, 2004. - 640 с.
7. Зайчик А.Ш. Общая патофизиология (с основами иммунопатологии) /А.Ш.Зайчик, Л.П. Чурилов - СПб:ЭЛБИ-Спб. -2005.- 656 с.
Ключевые слова: гипоксия, эритрофагоцитоз, альфа-токоферол. Keywords: hypoxia, erythrophagocytosis, alpha -tocopherol.
УДК 616-092.9:615.916:615.356
Купша Е.И., Бондаренко В.В.
ЭРИТРОФАГОЗИТОЗ ГЕПАТОЦИТАМИ В ПЕЧЕНИ БЕЛЫХ МЫШЕЙ14
Крымский государственный медицинский университет имени С.И. Георгиевского,
Симферополь, liver-life@yandex.ru
Соединения свинца оказывают выраженный токсический эффект на систему эритрона. Связываясь с фосфатидилхолином плазмолеммы эритроцитов и изменяя липидный состав, свинец способствует нарушению целостности, проницаемости и функции цитоплазматической мембраны и увеличивает ее восприимчивость к ПОЛ [1]. Взаимодействуя с оксигемоглобином, а также блокируя активность дегидратазы 5-аминолевулиновой кислоты, принимающей участие в синтезе гема, свинец индуцирует окислительный стресс с последующим пероксидативным
14 Kupsha E.I., Bondarenko V.V., Eritrofagozitoz hepatocytes in the liver of albino mice. Crimean State Medical University named S.I. Georgivski, Simferopol, Russia, liver-life@yandex.ru
141
