CC BY
21
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕДИЦИНА
УДК 616.381-002 © Коллектив авторов, 2015
В.М. Тимербулатов, Ф.А. Каюмов, Ш.В. Тимербулатов, Р.Р. Фаязов, Р.А. Смыр ПАТОМОРФОЛОГИЯ СИНДРОМА ИНТРААБДОМИНАЛЬНОЙ ГИПЕРТЕНЗИИ.
ЧАСТЬ I
ГБОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздрава России, г. Уфа
Представлены результаты патоморфологического и гистохимического исследований органов, подвергшихся экспериментальной внутрибрюшной гипертензии. Исследования проведены на экспериментальных животных (свиньи) (n=7), которые были разделены на 3 группы с созданием в каждой определенного уровня внутрибрюшного давления в течение 6 часов. После выведения животных из опыта проводили гистологические, гистохимические (на гликоген, кислые гликозами-ногликаны, железо) исследования органов грудной и брюшной полостей и забрюшинной клетчатки. Установлено, что в условиях внутрибрюшной гипертензии наиболее выраженные гистологические изменения обнаруживаются со стороны почек, печени, легких. Выявленные морфологические отклонения отличаются от гистохимических, установленных при гистологическом исследовании. Наиболее выраженные изменения наблюдаются со стороны почек, печени, легких, тонкой кишки.
Ключевые слова: внутрибрюшная гипертензия, патогистологические, гистохимические исследования органов грудной и брюшной полостей.
V.M. Timerbulatov, F.A. Kayumov, Sh.V. Timerbulatov, R.R. Fayazov, R.A. Smyr INTRAABDOMINAL HYPERTENSION SYNDROME PATHOMORPHOLOGY. PART 1
The article presents the results of pathomorphological, histological studies of organs in experimental intra-abdominal hypertension. The study was conducted on experimental animals (pigs) (n=8), which were divided into 4 groups. In each animal a specific level of intra-abdominal pressure was established for 6 hours. After exclusion of animals from the experiment histological, histo-chemical (glycogen, acidic glycosaminoglycans, iron) studies of the chest, abdominal cavity, retroperitoneal fat was carried out. It is established that under conditions of intra-abdominal hypertension, the most pronounced histological changes were found in the kidneys, liver, lungs. Morphological deviations differ from the identified histological histochemical study. The most pronounced changes are installed in the kidneys, liver, lungs, and small intestine.
Key words: intraabdominal hypertension, histopathological, histochemical studies of the organs of the chest and abdominal cavity.
Патоморфологическим состояниям, обозначенным как синдром интраабдоминальной гипертензии (СИАГ), в последние 10-15 лет в научной литературе уделяется большое внимание, но среди отечественных авторов можно встретить единичные публикации по этой проблеме. Более того, практические врачи мало знакомы с данным синдромом, поэтому в клинической практике он не диагностируется и, соответственно, не проводится необходимая терапия. Следует отметить, что внимание исследователей на значение интраабдоминальной гипертензии (ИАГ) было обращено после установления связи гипертензии с развитием полиорганной недостаточности и исключительно высокой летальности в этой группе больных [1,2,3,7,8]. В частности, было показано, что примерно у 30% больных с экстренной абдоминальной патологией, находящихся в критическом состоянии, наблюдается ИАГ, и примерно 4-5% больных в отделениях реанимации погибают от абдоминального компарт-мент-синдрома (АКС). Абдоминальный ком-партмент-синдром нами рассматривается как крайний вариант синдрома интраабдоминаль-ной гипертензии (IV степень).
Известно, что ИАГ оказывает негативное влияние на функции пищеварительного
тракта, дыхательной, сердечно-сосудистой и мочевыделительной систем [4,5,6]. Многие аспекты СИАГ были изучены в клинических условиях, а экспериментальные исследования с изучением патоморфологических изменений в органах животных не проводились. В то же время представляется исключительно важным изучение патоморфологических изменений в различных органах и тканях, степени их выраженности в зависимости от органа и системы органов, а также от уровня и продолжительности интраабдоминальной гипертензии.
Целью исследования было изучение морфологической картины органов и тканей в условиях искусственно созданной интраабдо-минальной гипертензии у экспериментальных животных.
Материал и методы
Экспериментальные исследования проведены на 7 свиньях массой тела от 10 до 20 кг в условиях эндотрахеального наркоза. Модель СИАГ (АКС) создавали путем напряженного пневмоперитонеума. Экспериментальные исследования были выполнены в соответствии с приказами МЗ СССР №755 от 12.08.1977 г. «О мерах по дальнейшему совершенствованию организационных форм работы с использованием экспериментальных
животных», №701 от 27.07.1978 г. «О внесении дополнений в приказ МЗ СССР №755 от 12.08.1977 г.», положениями Хельсинкской декларации по вопросам медицинской этики и международными рекомендациями по проведению медико-биологических исследований с использованием животных (1989 г.).
Экспериментальная модель СИАГ (АКС) изучалась в трех группах животных: в I группе (n=3) внутрибрюшное давление поддерживали на уровне 16-20 мм рт. ст.; во II группе (n=2) - 21-25 мм рт. ст.; в III группе (n=2) давление было более 26 мм рт. ст. Согласно классификации M.L.Cheatham, показатели интраабдоминального давления (ИАД) в I группе животных соответствовали II степени СИАГ, во II группе - III степени и в III группе животных - IV степени СИАГ (АКС). Продолжительность эксперимента составила 6 часов. У выведенных из опыта животных производили забор тканей органов, после фиксации 10% раствором нейтрального формалина и гистологической проводки получали срезы 7 мкм, которые окрашивали гематоксилином и эозином. Одновременно готовили срезы для гистохимического исследования. Гликоген исследовали методом Мак-Мануса, кислые гликозаминогликаны методом Хейла. Окрашенные препараты изучались под световым микроскопом (ЛОМО, Россия) под малым (*100) и большим (х400) увеличением, а также под масляной иммерсией (*1000). Гистологическому и гистохимическому исследованиям подвергнуты препараты печени, почек, кишечника, надпочечников, легких, сердца, поджелудочной железы, желчного пузыря, селезенки экспериментальных животных в указанных трех группах. Железо определяли методом Переса как составную часть большой группы дыхательных ферментов. Активность гистохимических реакций выражалась по 4-балльной системе: инактив-ная, слабая, умеренная и высокая.
Результаты и обсуждение
В I группе животных со стороны внутренних органов выявлялись умеренно выраженные деструктивные изменения, прежде всего преобладали патологические процессы -нарушения кровообращения в виде полнокровия сосудов, стаза, периваскулярного отека. В то же время, при умеренной внутрибрюшной гипертензии - СИАГ III степени - патологические изменения органов выражены по-разному, и резистентность к внутриполостной, внутритканевой гипертензии сильно отличается в зависимости от органа. Так, на препаратах почек, характерными признаками были застой крови в
кровеносных капиллярах, окружающих почечные канальцы (рис. 1), при этом капилляры полнокровны, выявляется периваскулярный отек. В отдельных участках коркового вещества почки встречаются посткапиллярные венозные кровеносные сосуды с выраженным полнокровием на значительном расстоянии, а также с интеграцией лейкоцитов в периваску-лярную область, которые также диффузно проникают в окружающие тканевые структуры. Вокруг переполненного кровеносного сосуда нефроны сильно деформированы, многие из них не имеют просвета, эпителиоциты почечных канальцев тесно прилегают друг к другу как рядом расположенные, так и в противоположной части нефрона. Создается картина, при которой на отдельных участках как коркового, так и мозгового вещества располагаются скопления однотипных клеток по типу конгломерата клеточных масс.
Рис. 1. Застой крови в капиллярной сети коркового вещества почки подопытных животных. Окраска гематоксилином и эозином. Микрофотография. 0к.10, об. 40
Отмечаются выход эритроцитов за пределы кровеносных сосудов и небольшие очаги кровоизлияния между почечными канальцами (рис. 2,3). Вокруг области кровоизлияния почечные канальцы частично подвергаются деструктивным изменениям, при этом эпителио-циты не имеют четких границ, их апикальная часть фрагментируется, ядра клеток теряют свои контуры и подвергаются кариолизису и кариопикнозу. В мозговом веществе почки также выявляются очаги нарушения кровообращения с признаками полнокровия при сохранении целостности как почечных канальцев, так и сети кровеносных капилляров.
Таким образом, в условиях внутри-брюшной гипертензии отдельные участки почки подвергаются заметным деструктивным изменениям гистоструктуры как коркового, так и мозгового вещества, причем, изменения менее выражены в последнем. Под воздействием давления почечные тельца приобретают овальную или сильно уплощенную форму, сеть кровеносных капилляров запустевает и форменные элементы крови не определяются. Кроме
того, в таких областях почечные канальцы плотно прилегают друг к другу, теряется их просвет. Значительные изменения отмечаются в кровеносных сосудах в виде полнокровия и застоя крови в капиллярах, расположенных по ходу почечных канальцев, отмечаются очаги кровоизлияния различного размера, сопровождающиеся деструктивными изменениями почечных канальцев.
Рис. 2. Небольшое кровоизлияние в почечных канальцах подопытных животных. Окраска гематоксилином и эозином. Микрофотография. Ок.10, об. 40
элементами крови, там же наблюдается пери-васкулярный отек, т.е. пространство Диссе расширено. Следует подчеркнуть, что рядом расположенные печеночные дольки зачастую остаются без существенных изменений. »1 - , /л».: » .
Рис. 4. Деструктивно-измененная долька печени подопытных животных. Окраска гематоксилином и эозином. Микрофотография. Ок.10, об. 40
Рис. 3. Кровоизлияние значительного размера в паренхиме почки подопытных животных. Окраска гематоксилином и эозином. Микрофотография. Ок.10, об. 40
В кровеносных сосудах различного калибра ткани печени в измененных участках обнаруживаются области умеренного полнокровия, относительно редко встречаются участки со значительными изменениями (рис. 4), в которых гепатоциты теряют четкость границ, не определяются цитолеммы. Ядра гепатоцитов характеризуются выраженной базофилией за счет сильного уплотнения хроматина, ядрышки не определяются. В измененных участках между гепатоцитами определяются внутридольковые синусоидные капилляры, местами они они резко сужены, местами значительно расширены, иногда встречаются перисинусоидальные отеки.
В междольковой соединительной ткани отмечается венозный застой крови с одновременным полнокровием внутридольковых си-нусоидных капилляров, застой крови выявляется и в центральной вене (рис. 5), местами участки дольки печени с выраженным полнокровием внутридольковых синусоидных капилляров, при этом кровеносные сосуды сильно расширены и заполнены форменными
Рис. 5. Застой крови в центральной вене дольки печени подопытных животных. Окраска гематоксилином и эозином. Микрофотография. Ок.10, об. 40
При исследовании селезенки отмечали уменьшение (опустошение) количества лим-фоидных клеток в белой пульпе, а в красной -расширение венозных синусов и миграцию клеточных элементов через их стенку (рис. 6).
Рис. 6. Расширение тонкостенных венозных синусов с миграцией форменных элементов. Окраска гематоксилином и эозином. Микрофотография. Ок.10, об. 40
В легких выявляются очаговые изменения респираторной части, основная область остается без заметных изменений, вокруг альвеол определяются структуры интерстици-альной ткани, в которой проходят кровеносные капилляры. Встречаются небольшие участки легочной ткани с выраженной инфильтрацией и уплотненной тканевой структурой. В препаратах сердца кардиомиоциты остаются без изменений, можно выявить ред-
кие кардиомиоциты удлиненной формы, которые несколько интенсивнее окрашиваются.
В тонкой кишке подопытных животных существенных изменений не выявлено. Наблюдаются кровеносные сосуды различного калибра с умеренным кровенаполнением, выявляется диффузная инфильтрация рыхлой соединительной ткани. Изредка обнаруживаются участки со значительным полнокровием кровеносных капилляров ворсинок слизистой оболочки (рис. 7).
Рис. 7. Гиперемия кровеносных капилляров ворсинок тонкой кишки подопытных животных. Окраска гематоксилином и эозином. Микрофотография. 0к.10, об. 40
При гистохимическом исследовании препаратов экспериментальных животных I группы в срезах почек реакция на гликоген оказалась неравномерной. Различные отделы нефрона в основном проявляют умеренную реакцию на гликоген. Несколько повышенная реакция определяется в апикальной части эпителиальных клеток (нефроцитов), а также в почечных тельцах (рис. 8).
являющегося энергетическим и строительным материалом, как проявление реакции адаптации к внутриорганной и внутритканевой ги-пертензии. Интерстициальная соединительная ткань, а также капсула почки проявляют высокую реакцию на гликоген.
Неравномерная реакция на гликоген выявляется и при исследовании печени. Высокая гистохимическая реакция была со стороны капсулы и междольковой соединительной ткани, умеренная - в подавляющем большинстве печеночных пластинок с равномерным накоплением гликогена в цитоплазме. Отмечается некоторое повышение гистохимической реакции на гликоген в эндотелио-цитах внутридольковых синусоидных капилляров и центральной вены (рис. 9).
Рис. 9. Слабая реакция на гликоген в гепатоцитах печени и умеренная реакция в синусоидных капиллярах первой группы животных. Реакция Мак-Мануса. Микрофотография. 0к.10, об. 40
В то же время встречаются отдельные участки печени, характеризующиеся высокой реакцией на гликоген, особенно в сети кровеносных сосудов долек печени. Высокая гистохимическая реакция наблюдалась в слизистой оболочке желчного пузыря (рис. 10).
Рис. 8. Высокая реакция на гликоген в почечном тельце и умеренная реакция в эпителиоцитах канальцев нефрона почек у первой группы животных. Реакция Мак-Мануса. Микрофотография. 0к.10, об. 40
Следует заметить, что местами встречаются участки как коркового, так и мозгового вещества с высокой реакцией на гликоген. При этом однослойный кубический эпителий проксимального и дистального отделов местами проявляет неравномерную реакцию на гликоген. Можно полагать, что выраженная неравномерность гистохимической реакции в отдельных участках почки связана с уплотнением (компрессией) тканевых структур. Нельзя исключать повышение синтеза гликогена,
Рис. 10. Высокая реакция на гликоген в слизистой оболочке желчного пузыря животных первой группы эксперимента. Реакция Мак-Мануса. Микрофотография. 0к.10, об. 40
В тканевых структурах легких гистохимическая реакция на гликоген распределяется равномерно, умеренной интенсивности. Капсула и трабекулы надпочечников проявляют высокую, клубочковая область - умеренную, пучковая - высокую, особенно в сети кровеносных капилляров. Хромаффинные клетки мозгового вещества надпочечников характеризуются слабой реакцией на гликоген, крове-
носные сосуды - умеренной реакцией. В целом существенных изменений гистохимической реакции на гликоген в надпочечниках в I группе экспериментальных животных отмечено не было. При исследовании сердца выявлена умеренная реакция со стороны кардиомиоцитов, со стороны кишечника высокая реакция на гликоген обнаружена в бокаловидных клетках (рис. 11), умеренная реакция - в рыхлой соединительной ткани слизистой и серозной оболочек. В селезенке выявляется высокая реакция в трабекулах и макрофагах красной пульпы.
Рис. 11. Высокая реакция на гликоген в бокаловидных клетках эпителиального слоя слизистой оболочки тонкой кишки первой группы животных. Реакция Мак-Мануса. Микрофотография. Ок.10, об. 40
Умеренная реакция на кислые гликоза-миногликаны в I группе животных выявлена в различных отделах нефрона, высокая реакция в почечных тельцах, но в отдельных участках как коркового, так и мозгового вещества встречаются участки с высокой реакцией на кислые гликозаминогликаны (рис. 12).
явлены определенные изменения в печени и селезенке: высокая реакция со стороны макрофагов в междольковой соединительной ткани, по ходу внутридольковых синусоидных капилляров. Полагаем, что в междольковой соединительной ткани печени сидеробласты появляются в результате обмена гемоглобиновых пигментов, а обмен последних, как известно, связан с функцией органов кроветворения и системы моноцитарных фагоцитов. В результате внут-риорганной гипертензии в тканях как интра-, так и экстраваскулярно происходит гемолиз, что приводит к избыточному образованию ге-мосидерина. Сидеробластами становятся не только макрофаги, но и эндотелиоциты кровеносных сосудов, и ретикулярные клетки печени. Загруженные гемосидерином сидерофаги выявляются в междольковой соединительной ткани печени и по ходу синусоидных капилляров. Аналогичная реакция на железо определяется и в селезенке, прежде всего в красной пульпе. Реакция распределяется равномерно и умеренной интенсивности, однако встречаются участки селезенки с высокой реакцией на железо (рис. 13).
Рис. 12. Высокая реакция на кислые гликозаминогликаны в уплотненной части почки и умеренная реакция в почечных канальцах. Реакция Хейла. Микрофотография. Ок.10, об. 40
В гепатоцитах печени отмечается умеренная реакция, внутридольковые кровеносные сосуды проявляют высокую реакцию, особенно отдельные макрофаги долек печени. Для других органов существенные изменения проявления гистохимической реакции на кислые гликозаминогликаны в I группе эксперимента не характерны, за исключением слизистой оболочки тонкой кишки, где в отдельных ее участках реакция была слабо выраженной.
При проведении исследования методом Перльса для выявления соединений железа вы-
Рис. 13. Высокая реакция на железо в красной пульпе селезенки животных первой подгруппы. Реакция Перльса. Микрофотография. Ок.10, об. 40
Таким образом, при внутрибрюшной гипертензии в пределах 16-20 мм рт. ст. у экспериментальных животных, наряду с гистологическими изменениями выявляются определенные гистохимические отклонения. Наиболее выраженные патологические изменения проявляются со стороны почек, легких, в меньшей степени - со стороны печени. Гистохимическая реакция гликогена и кислых гликозами-ногликанов характеризуется неравномерным распределением, отдельные участки проявляют равномерную реакцию, тогда как рядом расположенный участок может иметь высокую гистохимическую реакцию. Такое неравномерное проявление гистологических изменений и гистохимической реакции, по-видимому, является результатом уплотнения (компрессии) отдельных участков, особенно легких, почек, печени, и филогенетически заложенной реакции различных органов на воздействие гипер-
тензии - компрессии (внутриполостной, внут-риорганной). Можно отметить также некоторое несоответствие патогистологических изменений и гистохимической реакции со сторо-
ны отдельных органов, так в тонкой кишке и селезенке более выраженные изменения выявляются при проведении гистохимических, а не гистологических исследований.
Сведения об авторах статьи: Тимербулатов Виль Мамилович - д.м.н., член-корр. РАН, зав. кафедрой хирургии с курсом эндоскопии ИПО ГБОУ ВПО БГМУ Минздрава России. Адрес: 450000, г. Уфа, ул. Ленина, 3. Тел./факс: 8(347)255-54-57. E-mail: [email protected]. Каюмов Фарит Амирьянович - д.м.н., профессор кафедры гистологии ГБОУ ВПО БГМУ Минздрава России. Адрес: 450000, г. Уфа, ул. Ленина, 3. Тел./факс: 8(347)272-86-73.
Тимербулатов Шамиль Вилевич - д.м.н., профессор кафедры хирургии с курсом эндоскопии ИПО ГБОУ ВПО БГМУ Минздрава России. Адрес: 450000, г. Уфа, ул. Ленина, 3. Тел./факс: 8(347)255-54-57. E-mail: [email protected]. Фаязов Радик Радифович - д.м.н., профессор кафедры хирургии с курсом эндоскопии ИПО ГБОУ ВПО БГМУ Минздрава России. Адрес: 450000, г. Уфа, ул. Ленина, 3. Тел./факс: 8(347)255-54-57. E-mail: [email protected]. Смыр Руслан Александрович - старший ординатор хирургического отделения Республиканской клинической больницы. Адрес: 384900, Республика Абхазия, г. Сухуми, ул. Эшба, 164. E-mail: [email protected].
ЛИТЕРАТУРА
1. Bradley S.E. The effect of intra-abdominal pressure on renal function in man / S.E. Bradley, G.P. Bradley //J.Clin.Invest. - 1947. -Vol. 26. - P. 1010-1022.
2. Cheatham M.L. Intra - abdominal hyperstension and abdominal compartment syndrome / M.L. Cheatham // New.Horiz. - 1999. - Vol.7. -P. 96-l15.
3. Coombs H.C. The mechanism of regulation of intra-abdominal pressure //Am J.Physiol. - 1922. - Vol.61. - P. 159.
4. Ischemia and bacterial translocation in the abdominal compartment syndrome / L.N. Diebel [et al.] // J. Trauma. - 1997. - Vol. 43. - P. 852-855.
5. Incidence and clinical pattern of the abdominal compartment syndrome after "damage-control" laparotomy in 311 patients with severe abdominal and/or pelvic trauma / IV Ertel [et al.] // Grit Care Med. - 2000. - Vol. 28. - P. 1747-1753.
6. Intra-abdominal hypertension after life-threatening penetrating abdominal trauma: prophylaxis, incidence, and clinical relevance to gastric mucosal pH and abdominal compartment syndrome / R.R. Ivatury [et al.]// J. Trauma 1998. - Vol. 44. - P. 1016-1021.
7. Malbrain M.L.N.G. Abdominal pressure in the critically ill / M.L.N.G. Malbrain // Curr.Opin.Crit.Care. - 2000. - Vol.6. - P. 17-29.
8. Overholt R.H. Intraperitoneal pressure / R.H. Overholt // Arch.Surg. - 1931. - Vol.22. - P. 691-703.
УДК 616.831-005.4:636.028
© Г.А. Байбурина, Е.А. Нургалеева, С.А. Башкатов, 2015
Г.А. Байбурина1, Е.А. Нургалеева1, С.А. Башкатов2 ВЗАИМОЗАВИСИМОСТЬ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРО- И АНТИОКСИДАНТНЫХ СИСТЕМ МОЗГА И КРОВИ ПОСЛЕ ИШЕМИЧЕСКОГО ПОВРЕЖДЕНИЯ У КРЫС С РАЗНОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ К ГИПОКСИИ 'ГБОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздрава России, г. Уфа 2ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный университет», г. Уфа
Остановку кровообращения длительностью 5 минут моделировали под общим эфирным наркозом на самцах неинбред-ных белых крыс, разделенных после тестирования на 3 группы по устойчивости к гипоксии. Период наблюдения составлял 35 дней. В гомогенатах тканей мозга и в крови определяли состояние про-и антиоксидантных систем. В результате общего факторного анализа всего массива эмпирических данных выявилось два фактора, условно названных «резистентность к пе-рекисному окислению липидов» и «волновая динамика антиоксидантной защиты». Существенной составляющей устойчивости организма к гипоксии, влияющей на выживаемость животных после перенесенной остановки системного кровообращения, является баланс активности про- и антиоксидантных систем в мозге и крови, по уровню показателей которых можно прогнозировать устойчивость к гипоксии и течение восстановительного периода.
Ключевые слова: гипоксия, свободнорадикальное окисление, мозг, крысы, антиокислительная активность крови.
G.A. Bayburina, E.A. Nurgaleeva, S.A. Bashkatov
INDICATORS OF PRO- AND ANTIOXIDANT SYSTEMS INTERDEPENDENCE IN BRAIN AND BLOOD AFTER ISCHEMIC INJURY IN RATS WITH DIFFERENT RESISTANCE TO HYPOXIA
5 minutes circulatory arrest was modeled under the ether anesthesia on male albino purebred rats divided after the test into 3 groups according to resistance to hypoxia. The observation period lasted for 35 days. In brain tissue homogenates and in blood the state of pro- and antioxidant systems were determined. As a result of total factor analysis of the entire body of empirical data two factors were revealed, which were called "resistance to lipid peroxidation" and "wave dynamics of antioxidant protection." An essential component of the body's resistance to hypoxia, affecting the survival of the animals after systemic circulation arrest, is the balance of the activity of pro- and antioxidant systems in brain and blood, the level of which can predict the resistance to hypoxia and the course of the recovery period.
Key words: hypoxia, free radical oxidation, brain, rats, blood antioxidant activity.
