CC BY
48
© НОВОСЕЛОВ В.П., САВЧЕНКО С.В., КУЗНЕЦОВ Е.В., ТИТАРЕНКО Б.Ф.
УДК 616.12:616.13/14.16:627
ОЦЕНКА УЛЬТРАСТРУКТУРНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ КАРДИОМИОЦИТОВ ПРИ ХРОНИЧЕСКОЙ ИНТОКСИКАЦИИ
ОПИАТАМИ И ЭТАНОЛОМ
В.П. Новоселов, С.В. Савченко, Е.В. Кузнецов, Б.Ф. Титаренко Новосибирский государственный медицинский университет, ректор - д.м.н.,
проф. И.О.Маринкин; кафедра судебной медицины, зав. - д.м.н., проф. В.П.
Новоселов); Красноярское краевое бюро судебно-медицинской экспертизы,
нач. - А.В. Донской.
Резюме. При хронической интоксикации опиатами и этанолом наблюдаются, как нарушения паренхиматозно-стромальных
взаимоотношений, так и компенсаторно-приспособительных реакций в миокарде. Хроническая интоксикация опиатами и этанолом вызывает острые очаговые повреждения кардиомиоцитов с последующей организацией и появлением очагов перимускулярного и паравазального кардиосклероза. В работе приведены новые данные об ультраструктурных изменениях в кардиомиоцитах и микрососудах миокарда при хронической комбинированной интоксикации наркотическими веществами и этиловым алкоголем.
Ключевые слова: миокард, микрососуды, опиаты, этанол, электронная микроскопия.
Новоселов Владимир Павлович - д.м.н., проф., зав. каф. судебной медицины с курсом ФПКиППв НГМУ; e-mail: sme@sibsme.ru.
Савченко Сергей Владимирович - д.м.н., проф., зав. курсом судебной медицины ФПК и ППВ НГМУ; e-mail: sme@sibsme.ru.
Кузнецов Евгений Викторович - ассистент каф. судебной медицины НГМУ; e-mail: sme@sibsme.ru.
Использование потребителями психоактивных веществ - опиатов в комбинации с этиловым алкоголем, приводит к выраженному фармакокинетическому потенцированию, не только психотропного, но и токсического воздействия [3,5,9, 10,11,12]. При этом среди органов мишеней одним из основных является - сердце [1,6]. Однако в данных литературы отсутствуют сведения, касающиеся морфологических изменений, возникающих при длительном употреблении опиатов и этилового алкоголя [6,7,8].
Цель исследования: провести морфологическую оценку состояния миокарда, а также ультраструктуры кардиомиоцитов и микрососудов при хронической интоксикации опиатами и этанолом.
Материалы и методы Проведенное исследование выполнено на материале практических судебномедицинских исследований ГБУЗ НСО «Новосибирское областное бюро судебно-медицинской экспертизы». Материал был получен от 94 трупов лиц обоего пола, средний возраст погибших составил 30±1,5 года (р<0,05). Это были трупы лиц, являвшихся при жизни потребителями наркотических веществ и этилового алкоголя в течении длительного времени от 1 года до нескольких лет. Контрольную группу составили 30 трупов лиц, умерших на догоспитальном этапе в результате механических повреждений (23 наблюдения) и механической асфиксии (7 наблюдений), их средний возраст составил 31±1,4 года (р<0,05).
Проводился сбор информации: уточнялись обстоятельства наступления смерти лиц, изучались сведения, изложенные в постановлениях о назначении судебно-медицинской экспертизы, протоколы осмотра места происшествия, анализировались данные сопроводительных листов скорой помощи, анкет, заполненных родственниками и близкими погибшего, сведения полученные из Федеральной службы Российской Федерации по контролю за оборотом наркотиков, областного и городского наркологических диспансеров.
В процессе судебно-медицинского исследования трупов проводилось макроскопическое исследование сердца, в ходе которого оценивалось
состояние различных его отделов. При проведении аутопсии осуществлялся забор материала для гистологического исследования сердца из различных отделов в соответствии с имеющимися рекомендациями [3]. Кусочки фиксировались в 12 % растворе нейтрального формалина, с дальнейшей заливкой в парафин, проводкой, окраской гематоксилин-эозин, по ван-Гизон. Для поляризационной микроскопии использовались неокрашенные срезы. Микроскопическое исследование производилось на микроскопе Carl Zeiss Axio Scope A.1 (Германия) с видеокамерой Axio Cam ICc 3 (Германия).
Кроме того, в 5 случаях осуществлялся забор образцов миокарда левого желудочка сердца для проведения электронной микроскопии. Давность наступления смерти в этих случаях не превысила 2-3 часов. Образцы миокарда фиксировали в 2,5% растворе глютаральдегида на фосфатном буфере, затем в 1% растворе OsO4 на фосфатном буфере, дегидратировали в этиловом спирте возрастающей концентрации и заключали в эпон. Из полученных блоков готовили полутонкие срезы толщиной 1 мкм, окрашивали толуидиновым синим, изучали под световым микроскопом и выбирали необходимые участки для исследования в электронном микроскопе. Из отобранного материала получали полутонкие срезы, толщиной 35-45нм на ультратоме LKB - 8800 (Швеция), контрастировали насыщенным водным раствором уранилацетата, цитрата свинца и изучали в электронном микроскопе JEM 1010 (Япония). Морфометрические исследования клеток выполняли по общепринятым принципам и методами с использовании открытой тестовой системы. При оценке структурно-функциональных изменений миокарда определяли средние величины морфометрических показателей и ошибку средней (М ± m). Статистическую обработку количественных показателей проводили с помощью t-критерия Стъюдента, считая значимыми различия при р < 0,05.
При судебно-химическом исследовании в исследуемых биологических средах (кровь, желчь, моча) были обнаружены - опиаты, а в крови и моче -этанол. Во всех наблюдениях исследуемых групп причиной смерти являлось острое комбинированное отравление опиатами и этанолом.
Результаты и обсуждение
При макроскопическом исследовании в основной группе масса сердца составила 380±17,4 г (р<0,05), (в группе контроля 330±21,9 г (р<0,05)). При осмотре полостей сердца отмечалось их умеренное расширение, так ширина правого желудочка в исследуемой группе составила 4,9±0,1 см (р<0,05) (в группе контроля 3,6±0,1 см (р<0,05)), его толщина. - 0,5+0,1 см (р<0,05) (в группе контроля 0,3±0,1 см (р<0,05)). Ширина левого желудочка составила 5,9±0,2 см (р<0,05) (в группе контроля 4,7±0,2 см (р<0,05), его толщина -1,5±0,1 см (р<0,05) (в группе контроля 1,2±0,1 (р<0,05).
При проведении микроскопического исследования было выявлено, что у лиц длительное время употреблявших опиаты и этанол отмечались острые расстройства кровообращения в миокарде в виде спазма артерий, полнокровия сосудов венозного русла, агрегации, сладжирования и агглютинации форменных элементов крови, вплоть до появления микротромбов, плазматического пропитывания стенок сосудов. Можно было наблюдать появление очаговых кровоизлияний, располагающихся, как в строме, так периваскулярно. При оценке миокарда наблюдали гетерогенность его структуры. Так, наряду с гипертрофированными кардиомиоцитами соседствовали атрофированные мышечные клетки. При оценке состояния миокарда были выявлены острые очаговые повреждения миокарда на фоне выраженного межмышечного отека.
При морфометрии было выявлено изменение паренхиматозно-стромальных взаимоотношений в сердце при хронической интоксикации опиатами и этанолом. У потребителей психоактивных веществ по сравнению с контрольной группой отмечалось значительное увеличение соединительнотканных структур стромы на 68% (р<0,05) за счет очагового заместительного и распространенного стромального кардиосклероза. Среди элементов соединительной ткани наряду с коллагеновыми волокнами выявляли фибробласты и тучные клетки.
При оценке гистологических препаратов наблюдали гетерогенность различных участков миокарда. Так, наблюдались участки миокарда в которых плотность расположения кардиомиоцитов была на 11% выше, чем в контрольной группе (p<0,05).
При исследовании ультраструктурной организации кардиомиоцитов у потребителей психоактивных веществ наблюдали структурные признаки набухания клеток, о чем свидетельствовало возрастание объемной плотности цитоплазмы кардиомиоцитов, при этом отмечалось увеличение на 23% (p<0,05) объемной плотности миофибрилл. Кроме того, отмечалось уменьшение объемной плотности митохондрий на 49% (p<0,05).
С учетом наблюдаемой гетерогенности кардиомиоцитов, наряду с вышеописанными изменениями были мышечные клетки, в которых величины объемной плотности митохондрий и миофибрилл достоверно не отличались от соответствующих значений в контроле. Однако в этих кардиомиоцитах отмечалось набухание клеток и увеличение объемной плотности цитоплазмы на 64% (рис. 1).
Кроме того, имели место клетки, в которых наблюдали образование крупных вакуолей, составляющих 13% (p<0,05) от объема цитоплазмы. При этом, была снижена на 33% объемная плотность миофибрилл и отмечалось уменьшение на 29% объемной плотности митохондрий (p<0,05) (рис. 2).
Кроме описанных изменений при оценке ультраструктуры кардиомиоцитов наблюдали клетки с повышенным содержанием лизосом, отмечалась фрагментация Z-полос со смещением миофибрилл относительно друг друга.
При проведении сравнительного морфометрического исследования образцов мышцы сердца при хронической интоксикации опиатами и этанолом с контрольными образцами миокарда было выявлено снижение объемной плотности микрососудов миокарда на 39% (p<0,05). Просветы кровеносных капилляров часто были расширены и содержали форменные элементы. В структуре эндотелиоцитов кровеносных капилляров миокарда потребителей психоактивных веществ выделяли клетки с различной ультраструктурной
организацией, которые характеризовали, как процессы альтерации, так и компенсации [2]. Были выявлены капилляры с набухшими эндотелиальными клетками и расширенными перикапиллярными пространствами, обусловленными явлениями отека. В этих клетках отмечалось увеличение размера цистерн гранулярной эндоплазматической сети и отсутствие крист в митохондриях. Среди всех типов контактов эндотелиальных клеток, преобладающими межэндотелиальными контактами были «конец в конец».
При оценке ультраструктуры микрососудов миокарда наблюдали эндотелиоциты с различным содержанием в цитоплазме органелл. Так, в эндотелиоцитах с низким содержанием органелл в цитоплазме отмечалось снижение на 52% объемной плотности митохондрий, на 46% - содержания мембран гранулярной эндоплазматической сети (р<0,05) и на 47% - объемной плотности цитоплазматических микропиноцитозных везикул (р<0,05).
Наряду с подобными изменениями в части эндотелиоцитов было отмечено увеличение содержание органелл в цитоплазме, среди которых преобладали митохондрии (рис. 3). Кроме того, часть эндотелиоцитов имела повышенное на 64% содержания мембран гранулярной эндоплазматической сети (р<0,05), при этом на 40% была снижена объемная плотность цитоплазматических микропиноцитозных везикул (р<0,05).
При проведении оценки ультраструктурных изменений микрососудов миокарда отмечали эндотелиоциты, в которых в 3,3 раза была увеличена объемная плотность базальных микропиноцитозных везикул (р<0,05). В эндотелиоцитах отмечалось повышенное содержание люминальных микропиноцитозных везикул, а также явления клазматоза микроворсинок эндотелиальных клеток. Гетерогенность эндотелиальных клеток микрососудов миокарда при хронической интоксикации опиатами и этанолом не является специфической реакцией на токсическое воздействие, поскольку наблюдается и при других патофизиологических состояниях, в том числе при кардиохирургическом стрессе [2,4].
Таким образом, у потребителей психоактивных веществ в результате хронической интоксикации опиатами и этанолом возникают острые очаговые повреждения кардиомиоцитов с последующей организацией и появлением очагов перимускулярного и паравазального кардиосклероза. На развитие кардиосклероза и атрофических изменений в миокарде дополнительное влияние оказывают и выраженные нарушения миикроциркуляции с атрофическими изменениями эндотелиоцитов, что приводит к снижению обменных процессов и не обеспечивает должного уровня регенерации в кардиомиоцитах при их альтерации на фоне хронической интоксикации опиатами и этанолом. Это приводит к формированию вторичной токсической кардиомиопатии с комплексом морфологических изменений органа на уровне сократительных структур. Развиваются, как нарушения паренхиматозно-стромальных взаимоотношений, так и компенсаторно-приспособительных реакций протекающих в мышце сердца с развитием регенераторнопластической недостаточности миокарда.
ULTRA STRUCTURAL CHANGES IN CARDIOMYOCYTES DURING CHRONIC INTOXICATION WITH OPIATES AND ETHANOL
V.P. Novoselov, S.V. Savchenko, E.V. Kuznetsov, B.F. Tit8renko Novosibirsk State Medical University Abstract. Disturbances in parenchymal and stromal relationships and in compensatory and adaptation reactions in myocardium were revealed during chronic opiate and ethanol intoxication. Chronic intoxication with opiates and ethanol leads to focal damage of cardiomyocytes following perimuscular and perivessel cardiosclerosis development. The paper presents new data about ultra structural changes in cardiomyocytes and microvessels of myocardium during chronic combine intoxication with narcotic drugs and ethanol.
Key words: myocardium, microvessels, opiates, ethanol, EM.
Литература
1. Бородин С.А. Патоморфология и судебно-медицинская оценка
изменений миокарда при острой и хронической комбинированной
интоксикации опиатами и этанолом: автореф. дис. ... канд. мед. наук. -Новосибирск, 2006. - 21с.
2. Волков А.М. Ультраструктура микрососудов миокарда при коррекции врожденного порока сердца в условиях бесперфузионной и перфузионной гипотермии: автореф. ... дис. д-ра мед. наук. - Новосибирск, 2003. - 41с.
3. Иванца Н.Н., Анохин И.П., Винникова М.А. Наркология: Национальное руководство. - М: ГЭОТАР, 2008. - 720с.
4 Казанская Г.М., Углова Е.В., Ломиворотов В.Н. и др. Особенности ультраструктуры эндотелия коронарных микрососудов при хирургической коррекции врожденного порока сердца у детей первого года жизни и в возрасте одного - трех лет // Патология кровообращения и кардиохирургия. - 2010. - №
1. - С. 13-20.
5. Непомнящих Л.М. Морфогенез важнейших общепатологических процессов в сердце. - Новосибирск: Наука, 1991. - 352с.
6. Новоселов В.П., Савченко С.В., Хамович О.В. Патоморфология миокарда в диагностике отравлений этанолом и его метаболитами. - Новосибирск: Наука, 2005. - 172с.
7. Пиголкин Ю.И. Морфологическая диагностика наркотических интоксикаций в судебной медицине. - М.: Медицина, 2004. - 304с.
8. Сорокина В.В. Генетические маркеры в судебно-медицинской оценке случаев острой и хронической интоксикации опийными наркотиками // Суд-мед. эксперт. - 2010. - №1. - С. 19-21.
9. Шабанов П.Д. Наркология. Практическое руководство для врачей. - М: ГЭОТАР - МЕД, 2003. - 560с.
10. Шигеев С.В., Жаров В.В. Судебно-медицинское диагностическое значение содержания морфина в крови и моче // Суд-мед. эксперт. - 2006. - №5. - С. 39-42.
11. Шигеев С.В. Судебно-медицинская экспертиза интоксикации опиатами: автореф. дис. ... д-ра мед. наук. - М., 2007. - 48с.
12. Sendi P., Hoffmann M., Bucher H.C. Intravenosus opiate maintenance in a cohort of injecting drug addicts // Drugs Alcohol Depend. - 2003. - Vol. 69, №2. - P. 183-188.
Рис.1. Кардиомиоцит. Структурные признаки набухания клетки, увеличенный объем цитоплазмы. Увеличение х8000.
Рис.2. Кардиомиоцит. Kpynnax eauyonb Mewdy MU0$u6pmmMU
кардиомиоцита. YeeRUuenue x8000.
Рис. 3. Кровеносный капилляр. Повышенное содержание митохондрий в цитоплазме эндотелиоцита кровеносного капилляра. Увеличение х8000.
