CC BY
4УДК 616.018 - 616-092.9
Б.Т. Ахметжанова, В.Н. Бесков, Л.Т. Базелюк
ПАТОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЛЕГКИХ, ПЕЧЕНИ И ПОЧЕК У ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЖИВОТНЫХ ПРИ СОВМЕСТНОМ ДЕЙСТВИИ УГОЛЬНО-ПОРОДНОЙ ПЫЛИ И ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКЕ
Национальный центр гигиены труда и профзаболеваний, г. Караганда
Ключевые слова: эксперимент, легкие, печень, почки, угольно-породная пыль, физическая нагрузка, бронхит, пневмокониоз, паренхиматозная дистрофия.
В.Т. Akhmetzhanova, V.N. Beskov, L.T. Bazeljuk. Pathomorphology studies of lungs, liver and kidneys in experimental animals under combined exposure to coal rock dust and physical exertion
Keywords: experiment, lungs, liver, kidneys, coal rock dust, physical exertion, bronchitis, pneumoconiosis, parenchymal dystrophy.
В настоящее время достоверно установлено, что угольно-породная пыль Карагандинского бассейна, соответствующая по петрографическому составу 3-й стадии метаморфизма с содержанием двуокиси кремния выше 10 %, быстро накапливается в дыхательной системе и очень медленно выводится из организма [4, 7], способствуя тем самым развитию у шахтеров прогрессирующей профессиональной патологии [1, 3, 5]. Углубленное изучение динамики развития антра-косиликоза и возникающих опосредованных изменений в органах (таких, как легкие, печень и почки), активно участвующих в обменных процессах организма, и в настоящее время сохраняет свою актуальность.
Цель данной работы заключалась в сравнительном изучении патоморфологических изменений в строме и паренхиме легких, печени и почек крыс при воздействии угольно-породной пыли (УПП) и совместном влиянии на организм экспериментальных животных УПП и физической нагрузки (ФН).
Материал и методики. Исследования проведены на беспородных крысах-самцах (массой 160—180 г), всего 98 животных. Экспериментальный антракосиликоз воспроизведен по принятой классической модели [2] с последующим наблюдением сроком 1 и 3 мес. Первая группа — контрольная (вводили чистый физиологический раствор под легким эфирным наркозом), 2-я группа — однократно интратрахеально вводили 50 мг УПП в 0,8 мл физиологического раствора (срок наблюдения 1 мес). Пыль Карагандинского угольного бассейна шахты «Шахтинская» соответствовала 3-й стадии метаморфизма по петрографическому составу (содержание свободной двуокиси кремния колебалось до 12,7 %, железа 0,79 %, марган-
ца 0,06 %). По дисперсионному составу пылевые частицы диаметром 1—2 мкм составляли 95 % пыли. Животные 3-й группы подвергались совместному влиянию УПП + ФН сроком 1 мес, 4-я группа — УПП (3 мес), 5-я группа — УПП + ФН (3 мес), 6 -я группа — ФН 1 мес и 7-я группа — ФН 3 мес. Дозированная физическая нагрузка создавалась на горизонтальном тредбане со скоростью 20 м/мин, что соответствовало умеренной физической нагрузке по 2 ч 5 раз в неделю [6]. Для морфологического исследования кусочки легких, печени и почек крыс фиксировали в 10 % нейтральном формалине, проводку материала проводили по спиртам возрастающей крепости, заливку в парафин осуществляли по общепринятой методике. Микротомные срезы толщиной 5 мкм окрашивали гематоксилином и эозином. Микроскопирование и микрофотографирование осуществляли на МБИ-15.
Воздействие УПП на морфологию стромы и паренхимы легких крыс при одномесячном эксперименте приводило к незначительным изменениям, тогда как совместное влияние УПП и ФН в эти же сроки усугубляло эти изменения, приводящие впоследствии к более выраженному прогрессированию пневмокониоза.
Через 3 мес после интратрахеальной затравки УПП в бронхах крыс зарегистрирована картина сохранившегося десквамативного бронхита. Иногда в адвентициальной оболочке бронхов отмечалось скопление угольной пыли в виде округлых образований, окруженных фибробласта-ми, фиброцитами, макрофагами (клеточно-пылевые очаги) (рис. 1). В стенке отдельных бронхов увеличивалось количество лимфом, некоторые из них выявлялись и в межальвеолярных перегородках. Возрастало количество разрушенных альвеол. Субплеврально в легких происходило
1
формирование выраженных эмфизематозных зон (рис. 2). Сохранившиеся альвеолы приобретали различную форму. Кровеносные сосуды характеризовались полнокровием и выраженным периваскулярным отеком.
Как известно, физическая нагрузка оказывает мощное и разностороннее влияние на все функциональные системы организма. В связи с этим при действии существенной ФН и содержании в воздухе токсичных веществ в концентрациях, превышающих ПДК, увеличивается вероятность отравления организма вредными веществами. Патоморфологическая картина легких в эти сроки эксперимента (УПП 4- ФН 1 и 3 мес) характеризуется развитием десквамативного бронхита и пневмокониоза. На ранних сроках в легких выявлено развитие клеточно-пылевых очагов, приводящих к резкой перестройке конфигурации альвеол (выраженная зона ателектазов и эмфиземы). На поздних сроках эксперимента зарегистрировано усиленное накопление УПП в интерстициальном пространстве, формирование фиброзно-пылевых очагов и развитие явного склероза с полнокровием сосудов малого круга кровообращения. Геморрагий не выявлено.
При морфологическом анализе печени крыс в паренхиме отчетливо контурировались печеночные дольки. Гепатоциты, формирующие печеночные балки, имели полигональную или овальную форму. По углам долек определялись умеренные скопления соединительной ткани портальных трактов, в которых находились триады, представленные поперечными или косыми срезами междольковых сосудов.
При исследовании печени крыс через 1 мес после введения УПП явных изменений в паренхиме и строме органа не зарегистрировано. Через 3 мес после введения животным УПП структурная организация печени также не претерпевала серьезных изменений. При действии УПП и ФН через 1 и 3 мес печеночные дольки сохраняли свою конфигурацию. Междолько-вые соединительно-тканные прослойки имели умеренную выраженность, однако по углам долек, в портальных трактах, происходило увеличение количества соединительной ткани (меж-дольковый склероз). Печеночные балки сохраняли радиальную направленность и были умеренно выражены. Внутридольковые синусоидные капилляры имели типичное строение. Некоторые гепатоциты, сохраняя свою форму, были двуядер-ными. В балках определялись увеличенные печеночные клетки, цитоплазма которых характеризовалась эозинофилией и содержала крупную зернистость (паренхиматозная дистрофия) (рис.
3). Геморрагий и очагов некроза в паренхиме печени не выявлено.
При морфологическом изучении почек крыс выявлена следующая картина: в корковом веществе хорошо контурируются в виде поперечных и косых срезов проксимальные и дистальные извитые нефронные канальцы, между которыми в большом количестве определяются округлые почечные тельца. Во всех тельцах хорошо выражена околоклубочковая щель умеренной ширины. Проксимальные канальцы, выстланные кубическим «мутным» эпителием, имели неровный просвет. На апикальной поверхности данных эпителиоцитов была отчетливо выражена щеточная каемка. В просвете канальцев иногда выявлялись слущенные клетки. Дистальные канальцы нефронов, выстланные светлыми кубическими эпителиоцитами с четкими границами, имели округлый или овальный просвет. Мозговое вещество почки крыс без видимых границ вдава-
Рис. 1. Десквамативный бронхит, клеточно-пылевой очаг (воздействие УПП 4- ФН — 3 мес). Окрашено гематоксилином и эозином. Увел. 200х.
Рис. 2. Эмфизема легких (воздействие УПП + ФН — 3 мес). Окрашено гематоксилином и эозином. Увел. 80х.
лось в корковое вещество и было представлено косыми или продольными срезами прямых проксимальных, дистальных и тонких канальцев не-фронов. Между канальцами коркового и мозгового вещества отчетливо прослеживались прослойки рыхлой неоформленной соединительной ткани с тонкими коллагеновыми волокнами, фиброблас-тами, фиброцитами и кровеносными капиллярами.
При воздействии УПП на организм животных через 1 и 3 мес в морфологической картине паренхимы почек крыс патологических изменений не выявлено. При действии УПП+ФН (1 мес) на крыс в эпителии отдельных проксимальных канальцев происходило значительное усиление эозинофилии и отмечалось укрупнение пылевидной зернистости (паренхиматозная дистрофия). В данных канальцах происходила альтерация эпи-телиоцитов, в результате чего их просвет выглядел неровным и «изъеденным». В ряде случаев проксимальные канальцы нефронов были полностью блокированы слущенными и разрушенными клетками. В сосудистых капиллярных клубочках, в дистальных извитых канальцах, а также канальцах мозгового вещества явных патологических изменений, указывающих на разрушение морфологических структур, не обнаружено. Кровоизлияний и некрозов в паренхиме почек при данной модели эксперимента не выявлено.
При действии УПП и ФН (3 мес) пато-морфологические изменения в почках характеризовались тем, что в эпителиоцитах проксимальных канальцев отмечалась более выраженная паренхиматозная дистрофия и альтерация. В отдельных почечных тельцах отмечалось сильное уменьшение капиллярных клубочков. Большинство канальцев остальной части нефронов оставались неизмененными. В ряде случаев почечные тельца были несколько увеличены в объеме за счет резкого увеличения сосудистого клубочка (рис. 4). В прослойках интерстици-альной ткани коркового и мозгового веществ отмечалась диффузная лимфоцитарная инфильтрация. Однако при данной модели эксперимента в паренхиме почки крыс обширных геморрагий и некрозов не установлено.
Таким образом, при моделировании пневмо-кониоза комбинированным воздействием УПП и ФН в сроки 3 мес отмечается явное усиление патоморфологических изменений в легких — выраженный деструктивный бронхит, относительная блокада УПП отдельных бронхов, альтерация альвеол, склероз межальвеолярных перегородок, формирование лимфом различной локализации и усиленное образование значительного количества клеточно-пылевых очагов с признаками фиброза (на поздних сроках эксперимента); усиление кровотока в малом круге кровообра-
щения с признаками явного полнокровия сосудов. При патоморфологическом исследовании печени обнаружены изменения в виде выраженной паренхиматозной дистрофии гепатоцитов, гибели отдельных печеночных клеток, увеличения числа двуядерных гепатоцитов балок, усиления кровоснабжения долек и развития меж-долькового склероза. В почках в данной модели эксперимента отмечены патоморфологические изменения в паренхиме, которые явно усиливаются при совместном воздействии с ФН в форме паренхиматозной дистрофии и альтерации нефроцитов проксимальных канальцев нефронов.
Выводы. 1. Воздействие угольно-породной пыли (1 мес) на структуру легких крыс выражается в развитии на уровне стромы и паренхимы органа десквамативного бронхита, блокады отдельных бронхов, накоплении угольной пыли в интерстиции с появлением признаков начала формирования клеточно-пылевых очажков. 2. После воздействия угольно-породной пыли (3 мес) в бронхах регистрируется картина сохранившегося десквамативного бронхита, в межальвеолярных перегородках увеличивается количество лимфом. Отмечается четкое формирование клеточно-пылевых и отдельных фиброзно-пылевых очажков, появляются выраженные субплевральные эмфизематозные зоны, регистрируются незначительные участки ателектазов паренхимы, проявляется периваскулярный отек. 3. Анализ совместного влияния угольно-породной пыли и физической нагрузки (3 мес) достоверно подтверждает усиление патоморфологических изменений в легких, приводящих к более выраженно-
Рис. 3. Двуядерные гепатоциты и печеночные клетки с признаками паренхиматозной дистрофии, междоль-ковый склероз (воздействие УПП + ФН — 3 мес). Окрашено гематоксилином и эозином. Увел. 200х.
му развитию прогрессирующего антракосили-коза. 4. При анализе влияния на организм животных угольно-породной пыли (1 и 3 мес) в паренхиме печени явных патоморфологических изменений в гепатоцитах не отмечено. 5. При воздействии на организм животных угольно-породной пыли и физической нагрузки (1 мес) структурное строение паренхимы печени не изменяется. После хронического эксперимента (3 мес) в паренхиме данного органа отмечаются патоморфологические изменения, отражающие развитие в гепатоцитах печеночных балок паренхиматозной дистрофии и проявление полнокровия сосудов микроциркуляции печеночных долек. 6. При воздействии на организм крыс угольно-породной пыли (1 мес) в паренхиме почки явных патоморфологических изменений не выявлено, но в отдельных проксимальных канальцах зарегистрированы альтерация эпителия и незначительная паренхиматозная дистрофия некоторых нефроцитов. Со стороны почечных телец патологии не обнаружено. При 3-месячном эксперименте воздействия угольно-породной пыли отмечено усиление альтерации и паренхиматозной дистрофии в нефроцитах проксимальных канальцев нефронов. 7. В паренхиме почек после совместного воздействия угольно-породной пыли и физической нагрузки (3 мес) выявленные патоморфологические изменения (альтерация, паренхиматозная дистрофия) характеризуются явным прогрессированием по сравнению с предыдущими моделями эксперимента.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Абдикулов А., Гребенева О.В., Исмаилова A.A. // Медицина и экология. — Караганда. — 1997. — № 2. — С. 7—10.
Рис. 4. Увеличение почечных телец и паренхиматозная дистрофия нефроцитов проксимальных канальцев (воздействие УПП + ФН — 3 мес). Окрашено гематоксилином и эозином. Увел. 200х.
2. Динкелис С.С., Шкутин A3. Антракоз (этиология, патоморфогенез, профилактика). — Алма-Ата: Наука, 1986.
3. Еловская Л.Т. // Гиг. труда. — 1998. — № и. _ С. 4—7.
4. Ибраев С.А. // В кн.: Сб. трудов «Современные проблемы профессиональных заболеваний бронхо-легочной системы». — Караганда, 2001. — С. 125 — 133.
5. Исмаилова A.A. //Там же. — С. 149—155.
6. Колбасин Б.Н., Шпак С.И. // Гиг. и сан. — 1993. — № 3. — С. 50—51.
7. Меркурьева Р.В., Аулина Б.В., Базелюк Л.Т. и др. // Там же. — 1994. — № 6. — С. 6—8.
Поступила 10.02.03
Р Е U Е И 3 И И
J
Радиационная медицина: Руководство / Под ред. акад. A.A. Ильина
В 2004 г. издан последний том руководства «Радиационная медицина» под общей редакцией действительного члена РАМН A.A. Ильина. Оно представляет собой четырехтомное издание, предназначенное для врачей-исследователей, организаторов здравоохранения и специалистов по радиационной безопасности.
В I томе Руководства изложены теоретические основы радиационной медицины, и его следует рекомендовать для широкого круга, ученых и исследователей в различных сферах атомной науки, в том числе ученых радиобиологов, радиоэкологов и специалистов в области радиационной безопасности при использовании источников ионизирующих излучений, а также для практических врачей, организаторов здравоохранения. Здесь подробно рассмотрены и всесторонне
