CC BY
48
УДК 615.917-071
С.В. Пронина1, Н.М. Пронин2, Л.Н. Шантанова2, А.Г. Мондодоев2
ПАТОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ТКАНЯХ БЕЛЫХ МЫШЕЙ, ПОЛУЧАВАШИХ РЫБУ ИЗ ОЗЕРА КОТОКЕЛЬСКОЕ В ПЕРИОД ВСПЫШКИ ГАФФСКОЙ БОЛЕЗНИ
1Бурятский государственный университет, Улан-Удэ 2Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН, Улан-Удэ
Установлено, что рыба из озера Котокельское обладает выраженной токсичностью, являющейся причиной вспышки гаффской болезни в Бурятии в 2008—2009 гг. У лабораторных животных, получавших токсичную рыбу, отмечались патоморфологические изменения в печени, почках, головном, мозге, в органах желудочно-кишечного тракта, а также в скелетной и сердечной мышцах.
Ключевые слова: гаффская болезнь, оз. Котокельское, токсичная рыба, патоморфология внутренних органов, лабораторные животные
PATOMORPHOLOGICAL CHANGES IN TISSUE OF WHITE RATS FED WITH THE FISH FROM THE KOTOKEL LAKE DURING THE PERIOD OF HAFF DISEASE EPIDEMIC
S.V. Pronina1, N.M. Pronin2, L.N. Shantanova2, A.G. Mondodoev2
Buryat State University, Ulan-Ude Institute of General and Experimental Biology SB RAS, Ulan-Ude
It has been established, that the fish inhabited, in the lake Kotokel has a marked, toxicity which is a cause of Haff disease occurred in Buryatia in 2008—2009. In laboratory animals fed with the toxic fish there were noted pathomorphological changes in the liver, kidney, brain, in the organs of gastro-intestinal tract as well as in skeletal and cardiac muscles.
Key words: Haff disease, the Kotokel lake, toxic fish, pathomorphology of inner organs, laboratory animals
В 2008 г. зарегистрирована вспышка заболевания населения Прибайкальского района республики Бурятия, связанная с употреблением рыбы из о. Котокельское — крупного (площадь 69 км2) рыбопромыслового и рекреационного водоема в Прибайкалье. Болезнь была диагностирована как алиментарно-токсическая пароксизмальная миоглобинурия (АТПМ), схожая с раннее спорадически возникающими вспышками гаффско-сартланской болезни в удаленных друг от друга географических пунктах (Германия, Норвегия, США, бывший СССР, Россия) [1, 7, 8]. Вспышка АТПМ проходила на фоне массовой гибели рыб (плотва, окунь, лещ) в оз. Кото-кельском в мае-августе 2008 г. [6] и эпизодически в июне, июле 2009 г. До настоящего времени АТПМ относится к категории болезней с невыясненной этиологией. Было выдвинуто несколько версий об этиологии данной патологии, в которых причиной заболевания предполагались: хвощ речной, цианобактерии, бактерии рода клостридия гистолитика, прибрежная спорынья — склероций [2, 3]. В наших экспериментальных исследования, проведенных в 2009 г., тиаминазная гипотеза для Котокельской вспышки подтверждения не получила: хвощ, собранный в прибрежной зоне озера (свежий и детрит), не вызывал развития АТПМ у лабораторных животных. Миоглобинурия была зарегистрирована в группе животных, длительно получавших концентрированную воду из озера. Очевидно, что токсикант, вызывающий поражение рыбы, а впоследствии и человека, находится в воде.
Целью данной работы являлся анализ патоморфологических изменений внутренних органов лабораторных животных при кормлении рыбой из озера Котокельского в период вспышки АТПМ.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Эксперименты проведены на мышах самцах линии СВА массой 25 — 30 г. Животные были разделены на две группы: первая группа получала 2 раза в сутки внутренние органы (без желчного пузыря) окуня; вторая группа — плотвы, выловленных в оз. Котокельском в апреле 2009 г., из расчета 12 г на 1 животное в течение двух недель. Рацион животных контрольной группы также состоял из сырых внутренних органов брюшной полости рыб из торговой сети, отсутствие ядовитых свойств которых не вызывало сомнений [1]. После этого животных забивали под легким эфирным наркозом, органы (печень, почки, селезенка, легкие, кишечник), а также мышечная ткань конечностей (голени и бедра), фиксировали 10% нейтральным формалином и жидкостью Карнуа, головной мозг — 96% этиловым спиртом. Затем гистологические срезы окрашивали гематоксилином Эрлиха — эозином, азур II — эозином, головной мозг — 0,5% водным раствором толуидинового синего и гематоксилин-эозином. Патоморфологические исследования осуществляли общепринятыми методами [4] с использованием микроскопа МС300А (Austria). Данные морфометрических измерений обработаны статистически с помощью пакета программ «Statistica 6.0» для не-
параметрических данных «Mann — Whitney U-тест» при уровне достоверности Р < 0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Установлено, что у мышей, получавших рыбу из
оз. Котокельское на 3 — 5 сутки эксперимента появились четкие клинические признаки заболевания: вялость, взъерошенный шерстный покров, блефа-роптоз, лихорадка, диарея, парез задних конечностей. Кроме этого, животные впадали в оцепенение и принимали характерную форму треугольника. При
вскрытии животных отмечено увеличение печени, энтерит, очаговый отек легких, очаговая гиперемия печени. Во всех исследованных органах животных, получавших рыбу из оз. Котокельское, зарегистрированы существенные патологические изменения.
Печень (рис. 1 А—Е). Капсула, покрывающая печень, утолщена и отечна. Кровеносные сосуды расширены. Приносящие сосуды наполнены кровью, выносящие сосуды (центральные и собирательные вены) в большей части пустые, что указывает на застой крови в органе. Синусные капилляры рас-
Рис. 1. Патоморфологические изменения в печени мышей, получавших токсичную рыбу. Увел. х 400. Окраска гематоксилин-эозином. А - эритроциты в очаге кровоизлияния, Б - эксудативный выпад вокруг центральной вены, В - зернистая дистрофия гепатоцитов, Г - мелкокапельная диффузная жировая дистрофия, Д - очаг некроза вокруг расширенных синусоидов, Е - скопление макрофагов и лейкоцитов в стенке центральной вены.
ширены, наполнение их кровью неравномерное по органу. Встречаются очаги кровоизлияния (рис. 1А) и экссудативного перивенулярного отека паренхимы (рис. 1Б). Вблизи этих участков наблюдается дескомплексация печеночных балок и некроз гепатоцитов. Гепатоциты подвержены зернистой дистрофии (рис. 1 В) и диффузной мелкокапельной жировой дистрофии (рис. 1Г), а также очаги гидро-пической дистрофии. В печени больных животных
встречаются разных размеров очаги некробиоза и некроза (рис. 1Д). У всех мышей в органе присутствуют макрофагально-лейкоцитарные очаги в паренхиме и вблизи триад (рис. 1Е).
Почки (рис. 2 А — Е). В почках мышей, получавших токсичную рыбу, наблюдалась выраженная гиперемия и гемостаз. Капилляры в одних клубочках сильно расширены, наполнены кровью (рис. 2А), в других — запустевшие со спавшими стенками
Рис. 2. Патоморфологические изменения в почках мышей, получавших токсичную рыбу. Увел. х 400. А - гемостаз в капиллярах почечного тельца (окраска гематоксилин-эозин), Б - почечное тельце с запустевшими капиллярами (окраска азур 2 - эозином), В - гемостаз в первичной перитубулярной сети (корковое вещество) (окраска гематоксилин-эозин), Г - гемостаз во вторичной перитубулярной сети (мозговое вещество) (окраска гематоксилин-эозином), Д - очаг кровоизлияния (окраска гематоксилин-эозином), Е - каналец нефрона (в центре) с эритроцитами внутри. В эпителиалных клетках этого и соседних канльцев видны светлые вакуоли, свидельствующие о жировой дистрофии (окраска гематоксилин-эозином).
(рис. 2Б), почечные тельца уменьшены. Гемостаз наблюдается в первичной и вторичной перитубулярной капиллярной сети, диаметр кровеносных капилляров увеличен в несколько раз (рис. 2В, Г). Увеличение диаметра и гемостаз имел место и в кровеносных капиллярах клубочков (рис. 2В). В паренхиме почек встречаются большие очаги кровоизлияния (рис. 2Д). Эпителий канальцев нефронов подвержен жировой дистрофии, в их просвете встречаются эритроциты (рис. 2Е) или гиалиновые шары, также они заполнены мелкими базофильными гранулами.
Тонкий кишечник (рис. 3А, Б). В тонком кишечнике белых мышей, получавших рыбу из оз. Котокельское наблюдался энтерит с очаговым отеком стромы ворсинок, инфильтрацией эпителия слизистой оболочки лейкоцитами, дистрофическими и некротическими изменениями эпителия ворсинок. Многие ворсины укорочены и деформированы, отмечается выраженный подэпи-телиальный отек (рис. 3А), в подслизистой основе — расширение лимфатических сосудов, расширение и запустение кровеносных сосудов. У одной мыши в слизистой оболочке кишечника наблюдали две
язвы воронкообразной формы, дно которых достигало мышечной оболочки (рис. 3Б). Мышечная оболочка напротив язвы сильно истончена, миоциты с признаками дистрофии и некроза.
Скелетные мышцы (рис. 4А, Б). У мышей, получавших рыбу из оз. Котокельское наблюдалось истончение и фрагментация одних мышечных волокон, набухание, исчезновение поперечной ис-черченности и лизис других (рис. 4А). Нервные волокна, иннервирующие пучки мышечных волокон, зачастую подвергнуты распаду и лизису. Между мышечными волокнами, подверженными некрозу, встречаются скопления клеток овальной формы с крупными светлыми ядрами и узким ободком интенсивно базофильной цитоплазмы. Возможно это активизированные, вступившие на путь пролиферации, миосателлитоциты, что свидетельствует о том, что наряду с некрозом в скелетной мускулатуре происходят процессы пролиферации (рис. 4Б).
Легкие. При патоморфологическом исследовании легких мышей, получавших токсичную рыбу, выявлена выраженная гиперемия, альвеолярные перегородки утолщены за счет инфильтрации их
Рис. 3. Тонкий кишечник мышей, получавших токсичную рыбу. Окраска гематоксилин-эозином. Увел. х 100. А - ворсинки слизистой деформированы, собственная пластинка слизистой оболочки отечна, эпителий легко отслаивается, Б -язва в слизистой оболочке слизистой оболочки.
Рис. 4. Скелетная мышечная ткань мышей, получавших токсичную рыбу. Окраска гематоксилин-эозином. Увел. х 400. А -некротизированные мышечные волокна, Б - очаг регенерации скелетной мышечной ткани больной мыши.
клеточными элементами, среди которых многочисленны эритроциты, у многих альвеол стенки спавшиеся. В органе встречаются очаги кровоизлияния. В просвете мелких и терминальных бронхиол присутствуют макрофаги и слущенные эпителиоциты с признаками некроза.
Головной мозг. Кровеносные сосуды в мозговых оболочках у мышей опытной группы сильно наполнены кровью, ткань вблизи таких сосудов отечна. Кровеносные сосуды внутри органа наполнены кровью неравномерно. Мелкие сосуды и капилляры часто запустевшие. У всех мышей наблюдаются дистрофические и некротические изменения в одиночных нейронах или в небольших группах нейронов. Очаги скопления глиоцитов присутствуют в сером веществе коры и в стволе головного мозга. В мозжечке наблюдали перицеллюлярный отек. Среди грушевидных клеток часто встречаются гиперхромные, с лизисными или пикнотичными ядрами и полностью погибшие клетки.
Сердце. У больных мышей в эксперименте патогические изменения сердечной мышцы проявлялись в виде небольших очагов периваскулярного отека и дистрофических изменений отдельных кардиомиоцитов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Результаты патоморфологических исследований белых мышей в эксперименте показали, что рыба, выловленная из оз. Котокель в 2008 г. токсична, клинические симптомы и патогистологические изменения у мышей сходны с описанными ранее в литературе [2, 5]. Установлено, что токсин, накапливающийся в рыбе, обладает выраженным гепатотоксическим действием: в печени всех мышей наблюдали очаги кровоизлияния и периваскулярного отека, в гепато-цитах — дистрофические изменения в виде зернистой, а также крупно- и мелкокапельной жировой дистрофии. Выраженные патоморфологические изменения характерны и для структур почек мышей: отмечена существенная гиперемия органа и гемостаз в перитубулярных и клубочковых капиллярах у одних особей; анемия почек, атрофия почечных телец и дистрофические изменения в эпителии канальцев нефронов — у других, которые являются непосредственной причиной острой почечной недостаточности у животных. Глубокие патологические изменения
отмечены также в других органах и тканях животных (легкие, головной мозге, тонкий кишечник, скелетная и сердечная мышцы), получавших токсичную рыбу.
Благодарности. Работа выполнена при поддержке экспедиционного гранта СО РАН и гранта Бурятского государственного университета «Инновационные научные исследования — 2009». Приносим благодарности Бадиеву Р.Р. (Бурятская государственная научно-практическая ветеринарная лаборатория), Бурдуковской Т.Г. (ИОЭБ СО РАН) за помощь в проведении эксперимента.
ЛИТЕРАТУРА
1. Алиментарно-токсическая пароксизмальная миоглобинурия (АТПМ) / Под ред. Г.С. Сивков. — Тюмень, 2004. — 58 с.
2. Бурундукова Т.С. Условия и причины вспышки алиментарно-токсической пароксизмальной миоглобинурии в Тюменской области: Автореф. дисс. ... канд. биол. наук / Т.С. Бурундукова — Тюмень, 2005. — 22 с.
3. Гашев С.Н. О причинах возникновения гафф-ской болезни в тюменской области / С.Н. Гашев, Н.В. Турбасова // Актуальные проблемы медицины и биологии. — Томск, 2003. — № 2. — С. 156 — 157.
4. Меркулов Г.А. Курс патологогистологической техники / Г.А. Меркулов. — Л., 1969. — 423 с.
5. Митрофанова Т.С. Патологоанатомические изменения у мышей при гаффской болезни в условиях эксперимента / Т.С. Митрофанова // Современное состояние рыбоводства на Урале и перспективы его развития. — Екатеринбург, 2003. - С. 243-247.
6. Эпизоотическая ситуация популяции плотвы озера Котокельское (бассейн оз. Байкал) в условиях вспышки гаффской болезни / Н.М. Пронин, Т.Г. Бурдуковская, Л.Д. Сундуева, М.Д-Д. Батуева // Проблемы ихтиопатологии в начале XXI века. Сб. научн. тр. ФГНУ «ГосНИОРХ». - СПб., 2009. -Вып. 338. - С. 164-169.
7. Berlin R. Haff disease in Sweden / R. Berlin // Acta med. Scandinavica. - 1948. - Vol. 129. -P. 560-572.
8. Buchholz U. Haff Diseases: From the Baltic sea to the U.S. Shore / U. Buchholz, E. Mouzin, R. Dickey // Emerging Infectious Diseases. - 2000. - Vol. 6, N 2. - P. 192-195.
Сведения об авторах
Пронина Светлана Васильевна - д.б.н., профессор кафедры анатомии и физиологии медицинского факультета Бурятского государственного университета. Дом. адрес: г. Улан-Удэ, ул. Бийская, 90, кв. 19. Тел.: 8 3012 44 82 55 (р.), 8 3012 43 55 47 (д.), E-mail: [email protected].
Пронин Николай Мартемьянович - д.б.н., профессор, заведующий лаб. паразитологии Института общей и экспериментальной биологии СО РАН. Дом. адрес: г Улан-Удэ, ул. Бийская, 90, кв. 19. Тел.: 8 3012 43 42 29 (р.), 8 3012 43 55 47 (д.), E-mail: [email protected].
Шантанова Лариса Николаевна - д.б.н., профессор, заведующий лаб. безопасности биологически активных веществ Института общей и экспериментальной биологии СО РАН. Дом. адрес: 670031, г. Улан-Удэ, ул. Бийская, 90, кв. 78. Тел.: 8 3012 43 37 13 (р.), 8 3012 43 52 57 (д.), 8 914 988 9500 (с.). E-mail: [email protected].
Мондодоев Александр Гаврилович - д.м.н., ст.н.с. лаб. экспериментальной фармакологии Института общей и экспериментальной биологии Со РАН. Дом. адрес: 670047, г. Улан-Удэ, ул. Столбовая, 60, кв. 113. Тел.: 8 3012 43 37 13 (р.), 8 3012 33 46 14 (д.), 8 914 843 0601 (с). E-mail: [email protected].
