CC BY
28
часто деформированы, изрезаны, хроматин конденсирован и располагается у внутренней мембраны кариолеммы, тогда как в ядрах интактных эндотелиоцитов преобладает эухроматин. В периваскулярных пространствах закономерно наблюдается отек и умеренная соединительнотканная инфильтрация.
В большинстве сердечных миоцитов сарколемма интактна, вплотную прилежит к миофиламентам либо оставляя узкое пространство, в котором располагаются митохондрии, элементы саркоплазматического ретикулума. В области вставочных дисков отмечается нарушение соединений кардиомиоцитов. В большинстве полей зрения имеется отчетливая гетерогенность органелл; набухание, неправильность формы митохондрий, матрикс их мелкозернистый, иногда просветлен, «вымыт». Характерна дезорганизация и некоторое уменьшение количества крист, часть которых выглядит смазанными, без четко очерченных контуров. Часто их наружная мембрана не нарушена, что может говорить о потенциальной обратимости изменений. В некоторых участках миокарда, где имеет место незначительно выраженный или умеренный отек саркоплазмы, встречаются полиморфные митохондрии, плотно прилежащие друг к другу и образующие обширные скопления. В таких участках миофибриллы могут отсутствовать. Часто выявляется отечность мембран саркоплазматического ретикулума, снижение числа гранул гликогена и др. включений. По ходу ряда миофибрилл имеется стирание рисунка, гомогенизация пучков миофиламентов. У части сократительных миоцитов отмечается разобщение миофибрилл, участки разрежения и очаговое разрушение этих органелл (рис. 2).
Рис. 2. Внизу - очаговая деструкция миофиламентов в 1-дисках миофибрилл. Между митохондриями видны элементы саркоплазматического ретикулума. Ув. 20000
Ядра большинства кардиомиоцитов сохраняют целостность, наблюдаются характерные для них многочисленные инвагинации кариолеммы. Но в ядрах ряда клеток преобладает гетерохроматин, расположенный в основном у кариолеммы.
При светооптическом исследовании миокарда кроликов на ранних сроках действия вибрации (7 дней) в большей части полей зрения не выявляется деструктивных картин [1], однако в случае электронно-микроскопического исследования миокарда тех же животных почти во всех полях зрения можно видеть те или иные потоморфологические изменения. Надо отметить, что на элек-тронограммах наряду с начальными деструктивными процессами выявляются отдельные микроочаги некроза ткани миокарда, которые не обнаруживаются при световой микроскопии. Они характеризуются распадом ряда кардиомиоцитов и стромальных элементов, разрушением органелл и формированием детрита.
Электронно-микроскопические исследования приводят к выводу, что при развитии вибрационного поражения миокарда наиболее ранние патоморфологические изменения появляются в сосудах микроциркуляторного русла. Все обнаруженные нами деструктивно измененные кардиомиоциты прилежат к поврежденным капиллярам. Вблизи последних всегда наблюдается интерстициальный отек, который, как известно, вызывает нарушение трофики и гипоксию мышечных волокон. Описанные выше изменения внутриклеточных структур принципиально одинаковы в сократительных и проводящих миоцитах. Выявленные на электронограммах деструктивные изменения вставочных дисков на стыке кардиомиоцитов - это морфологическая основа нарушения проведения сократительных импульсов, дискоорди-нации сердечной деятельности и возникновения аритмий.
Обнаруженные нами ультраструктурные изменения можно охарактеризовать как капиллярно-паренхиматозную дистрофию. Она является материальной основой вибрационного поражения сердца и наблюдаемых у пациентов клинических симптомов.
Литература
1. Абдуллин А.Т. // Рождественские чтения: сб. науч. трудов.- Магнитогорск, 2006.- С. 10-18.
2. Комлева Л.М. // Врач.- 2001.- № 5.- С. 22-24.
3. Любченко П.Н., Яньшина Е.Н. // Медицина труда и промышленная экология.- 2001.- № 6.- С. 15-20.
4. Пузырев А.А., Швалев О.В. // Вибрация, шум и здоровье человека: сб. науч. трудов Ленинградского сан.-гиг. мед. ин-та.-Л.: 1988.- С. 124-129.
5. Третьяков С.В., Шпагина Л А. // Тер.архив.- 2005- Т. 77, № 12- С. 18-22.
6. Bjor B. et al. // Occup. Med. (Lond).- 2006.- Vol. 56, № 5.-P. 338-344.
7. Lundborg G. et al. // J. Hand. Surg. [Br].- 2002.- Vol. 27, № 6.- P. 514-517.
8. Yan JG. et al. // Muscle Nerve.- 2005.- Vol. 32, № 4.-P. 521-526.
УДК 616.15:613.644]-092.9-085
СОСТОЯНИЕ ЛЕЙКОЦИТМОДУЛИРУЮЩЕЙ И АНТИОКСИДАНТ-НОЙ АКТИВНОСТИ СЫВОРОТКИ КРОВИ ПРИ ВИБРАЦИОННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ И НА ФОНЕ КОРРЕКЦИИ ЭССЕНЦИАЛЬНЫМИ ФОСФОЛИПИДАМИ
Е.В.КИРИЧЕНКО, С.В.БОБРОВА, Ю.В.НАЧАРОВ, Е.Н.САМСОНОВА*
Вибрационная болезнь, независимо от характера вызвавшей ее производственной вибрации, представляет собой заболевание всего организма. Понятие об общем и локальном действии вибрации является часто условным, т.к. при воздействии на организм только «локальной» вибрации патологический процесс не ограничивается местными изменениями.
Производственные вибрации относятся к числу наиболее распространенных факторов окружающей человека среды, а вибрационная патология занимает лидирующее положение среди отдельных нозологичеких форм хронических профессиональных заболеваний [9, 11, 13]. Клиническая картина вибрационной болезни в настоящее время характеризуется полиморфностью симптоматики с вовлечением в патологический процесс различных звеньев гомеостаза, многих органов и систем, который при прогрессировании имеет тенденцию к генерализации [1-2, 1415]. Развитие вибрационной болезни рассматривается с позиции адаптации организма к воздействию вибрации как к экстремальному стрессорному фактору [4-6]. Реакция организма на длительное воздействие вибрации подчиняется общебиологическим закономерностям и протекает в три стадии адаптивного процесса: I стадия - фунционального напряжения или, по теории Г. Селье, реакция тревоги (alarm reaction), II стадия - стабилизации или резистентности (stage of resistense), III стадия - истощения, срыва адаптации с явлениями повреждения (stage of exhaustion).
Все чаще вибрационная болезнь рассматривается с патофизиологических позиций как вариант мембранопатологического процесса, характеризующийся повреждением клеточных мембран и внутриклеточных органелл [1, 12]. Установлено ведущее патогенетическое значение активации процессов перекисного окисления липидов и антиоксидантной недостаточности в повреждении плазматических мембран эритроцитов, тромбоцитов, сосудистого эндотелия. В связи с этим интенсификация процессов ПОЛ и депрессия антиоксидантной системы рассматривается авторами как ключевой механизм развития гипоксии при вибрационной болезни. Показано, что нарушение в эритроцитах равновесия в системе «прооксиданты - антиоксиданты» в сторону стойкой интенсификации ПОЛ ведет к изменениям функциональных свойств эритроцитов (деформирующей способности и кислород-транспортной функции), что является одним из важных звеньев
* Новосибирский госмедуниверситет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию
мембранопатологических процессов и гемоциркуляторных расстройств при вибрационной болезни. Для описания дисбаланса в системе «оксиданты - антиоксиданты» стал применяться термин «окислительный стресс», удобный тем, что позволяет описывать состояния, наблюдаемые в клетках, тканях и целом организме [8].
Материалы и методы. В работе используются результаты экспериментального исследования, проведенного на самцах белых крыс линии Вистар, полученных из вивария Института цитологии и генетики СО РАН, массой 180-220 мг, в осеннезимний период. Животные подвергались воздействию общей вертикальной вибрации (частотой 32 Гц при ускорении 50 м/с2) в специальной клетке, установленной на площадке вибратора от вибростенда ВЭДС-100Б, ежедневно по 1 ч в течение 30 суток. Выбранные параметры вибрации в эксперименте позволяют создать клиническую картину вибрационной болезни у опытных животных, стандартизировать условия исследований и проследить процессы поражения и восстановления.
Воздействие на животных оказывалось в двух режимах: острое однократное и многократно повторяющееся в течение 10, 30 суток. Животные были разделены на несколько групп, по 24 особи в каждой группе: 12 интактных крыс и 12 опытных, подвергнутых воздействию общей вертикальной вибрации. Для оценки восстановительного периода были использованы крысы, предварительно подвергнутые 30-дневному вибрационному воздействию. Для фармакологической коррекции адаптивных реакций на вибрацию использовали эссенциальные фосфолипиды (препарат эссенциале Н, «Aventis», Франция - Германия, раствор в ампулах). Введение раствора эссенциальных фосфолипидов крысам вели per os с помощью зонда в дозе 20 мг на 1 кг массы тела ежедневно на протяжении периода вибрационной экспозиции. В восстановительный период не вводили препараты.
Животных первой экспериментальной группы подвергали воздействию вибрации ежедневно в течение 1, 10, 30 суток (по 1 ч ежедневно) без фармакологической коррекции. Животных другой экспериментальной группы подвергали вибрационным воздействиям на фоне введения препарата эссенциальных фосфолипидов. Животных выводили из эксперимента на 1, 10, 30 сутки воздействия вибрации и на 20, 30 сутки (ранний восстановительный период) и 60 сутки отдаленного, восстановительного периода (поздний восстановительный период) после прекращения вибрационных нагрузок (поствибрационная реабилитация). Центральная лимфа и плазма крови забирались на 1, 10 и 20 сутки воздействия и на 20, 30 и 60 сутки восстановительного периода. Забор биологического материала у животных проводили натощак в одно и то же время суток с 10 до 11 часов утра.
Забор биоматериала. Под внутрибрюшинным гексенало-вым наркозом производился кожный разрез в месте пересечения реберной дуги с т. егееґог spinae параллельно последней, длиной 1 см. После рассечения наружной косой мышцы живота забрю-шинная клетчатка тупо расслаивалась до визуализации цистерны Хили грудного протока, которая пунктировалась и с помощью аспирационного насоса производился забор лимфы. Метод позволяет забрать до 1 мл лимфы у взрослой крысы [3].
Кровь экспериментальных животных после мгновенной де-капитации под гексеналовым наркозом забиралась в сухие центрифужные пробирки и немедленно центрифугировалась при 900 g (3000 об/мин) в течение 10 минут.
Оценка лейкоцит-модулирующей активности (ЛМА) сыворотки крови [10]. К 0,1 мл лейковзвеси интактных сингенных животных, содержащей 5х105 клеток/мл добавляли 0,7 мл среды Хенкса и 0,1 мл 10 5-3 0М люминола. Отмечали фоновую хеми-люминесценцию (ХЛ), а затем в ту же ячейку биохемилюмино-метра БХЛ «СКИФ-0301» вносили 0,1 мл экстракта клеток Куп-фера (100 мкг белка/мл). ХЛ регистрировали в течение 1 ч через каждые 2 мин. Результат оценивали по максимуму интенсивности свечения и выражали в имп/мин /ПМЛ. Антиоксидантную активность сыворотки крови определяли биохемилюминесцент-ным методом с перекисью водорода по [7]. Интенсивность хеми-люминесценции измерялась с 2-минутными интервалами в течение часа, фоновое свечение снималось с пустой пробиркой до и после опыта. Все измерения велись на биохемилюминометре «Скиф-0306» (СКТБ «Наука», Красноярск) с термостатированными при 37оС пробирками, адаптированными с реагентами к темноте. Все измерения интенсивности биохемилюминесценции выполнены в триплетах с числом образцов сыворотки крови >7.
Статистическая обработка материала осуществлялась пакетом прикладных программ Excel 7.0 на PC Pentium-166 MMX. При анализе результатов определялись среднее арифметическое (M), ошибка среднего (m), проводилась оценка значимости двух соседних средних арифметических по t-критерию Стьюдента. Достоверными считались результаты при Р< 0.05.
Таблица 1
Динамика показателей ЛМА и АОА сыворотки крови при вибровоздействиях, в ранний и поздний восстановительный периоды (усл. ед.)
Сроки исследования ЛМА M ± m АОА M ± m
Контроль 0,015±0,001 10,68±0,601
1 сутки возд. 0,017±0,001 13,31±0,92*
10 сутки возд. 0,028±0,002* 19,65±1,03*
30 сутки возд. 0,054±0,002* 5,17±0,84*
20 сутки восст. 0,039±0,002* 7,24±0,83*
30 сутки восст. 0,023±0,001* 8,55±1,04*
60 сутки восст. 0,019±0,001* 11,98±1,14
Примечание: здесь и далее * - обозначены величины, достоверно (Р<0.05) отличающиеся от контрольных значений
Результаты. ЛМА сыворотки крови у животных контрольной группы составила 0,015±0,001 усл. ед. (табл. 1). На протяжении периода наблюдения, кроме первых суток, этот показатель был достоверно выше контроля. На 10-е сутки вибрацтонного воздействия изучаемый показатель составил 0,028±0,002 усл. ед. Максимальные цифры ЛМА были зафиксированы на 30 сутки вибровоздействия (0,054±0,002 усл. ед. или +260% по отношению к контролю) и 20-е сутки восстановительного периода (0,039±0,002усл. ед. или +159% по отношению к контролю). На 30-е сутки восстановительного периода этот показатель равен
0,023±0,001 усл. ед., что превышает контроль на 53%, на 60 сутки восстановительного периода показатели ЛМА зафиксированы на уровне 0,019±0,001 усл. ед. или +27% по отношению к контролю.
Показатель АОА сыворотки крови у особей контрольной группы был равен 10,68±0,601 усл. ед. На 1-е сутки вибрационного воздействия отмечалось повышение АОА сыворотки крови на 25% по отношению к контролю и составило 13,31±0,92 усл. ед., на 10 сутки отмечалось достоверное повышение АОА сыворотки крови на 84% (19,65±1,03 усл. ед.), а на 30 сутки - снижение на 45% (5,17±0,84 усл. ед.). На 20-е и 30-е сутки восстановительного периода АОА сыворотки крови оставалась ниже контрольных значений на 32% (7,24±0,83 усл. ед.) и 20% (8,55±1,04 усл. ед.) соответственно. На 60 сутки восстановительного периода не было достоверных различий с контрольными показателями.
Таблица 2
Динамика соотношения между ЛМА и АОА сыворотки крови при вибровоздействиях, в ранний и поздний восстановительный периоды (усл. ед.)
Сроки исследования ЛМА/АОА M ± m %
Контроль 0,001±0,00
1 сутки возд. 0,001±0,00 0
10 сутки возд. 0,001±0,00 0
30 сутки возд. 0,01±0,001* 900*
20 сутки восст. 0,005±0,001* 400*
30 сутки восст. 0,002±0,00* 100*
60 сутки восст. 0,001±0,00 0
Показатель ЛМА/АОА у животных контрольной группы составил 0,001±0,00 усл. ед. (табл. 2). На 1 и 10 сутки вибрационного воздействия данный показатель не имел различий с контрольными значениями. В 30 сутки вибрационного воздействия показатель ЛМА/АОА был равен 0,01±0,001, что на 900% превышало контрольные значения. На 20-е сутки восстановительного периода изучаемый показатель был равен 0,005±0,001 усл. ед., что превышало контрольные значения на 400%, и к 30-м суткам восстановительного периода продолжалась тенденция к дальнейшему снижению соотношения ЛМА/АОА (0,002±0,00 усл. ед.). В поздний восстановительный период изучаемый показатель достиг контрольных значений (0,001±0,00).
ЛМА сыворотки крови у животных контрольной группы, получавших эссенциальные фосфолипиды, составила 0,016±0,001 усл. ед. (табл. 3). На протяжении периода наблюдения, кроме 1-х суток, этот показатель был достоверно выше контроля. На 10 сутки вибрационного воздействия изучаемый показатель составил 0,021±0,002 усл. ед. Максимальные цифры ЛМА были зафиксированы на 30 сутки вибрационного воздействия (0,033±0,002 усл. ед. или +101% по отношению к контролю) и 20-е сутки восстановительного периода (0,028±0,002усл. ед. или +75% по отношению к контролю). На 30 сутки восстановительного периода наблюдения данный показатель был равен 0,019±0,001 усл. ед., что превышает контроль на 26%.
Таблица 3
Динамика показателей ЛМА и АОА сыворотки крови при вибровоздействиях, в ранний и поздний восстановительный периоды в условиях коррекции эссенциальными фосфолипидами (усл. ед.)
Сроки исследования ЛМА M ± m АОА M ± m
Контроль 0,016±0,001 10,93±0,80
1 сутки возд. 0,017±0,001 14,31±0,94*
10 сутки возд. 0,021±0,002* 17,63±1,02*
30 сутки возд. 0,033±0,002* 8,23±0,84*
20 сутки восст. 0,028±0,002* 9,07±0,77*
30 сутки восст. 0,019±0,001* 10,15±1,04
60 сутки восст. 0,015±0,001 10,73±1,11
На 60 сутки восстановительного периода показатели ЛМА были зафиксированы на уровне 0,015±0,001 усл. ед., что достоверно не отличалось от контроля. Показатель АОА сыворотки крови у животных контрольной группы, получавших эссенциаль-ные фосфолипиды, был равен 10,93±0,803 усл. ед. На 1-е сутки вибрационного воздействия шло повышение АОА сыворотки крови на 35% по отношению к контролю и составило 14,31±0,94 усл. ед.; на 10 сутки отмечался достоверный рост АОА сыворотки крови на 67% (17,63±1,03 усл. ед.), а на 30 сутки - снижение на 22% (8,23±0,84 усл. ед.). На 20 сутки восстановительного периода АОА сыворотки крови оставалась ниже контрольных значений на 17% (9,07±0,77 усл. ед.). На 30 и 60 сутки восстановительного периода не наблюдалось достоверных различий с контрольными показателями.
Таблица 4
Динамика соотношения между ЛМА и АОА сыворотки крови при вибровоздействиях, в ранний и поздний восстановительный периоды в условиях фармакологической коррекции эссенциальными фосфолипидами (усл. ед.)
Сроки исследования ЛМА/АОА M ± m %
Контроль 0,001
1 сутки возд. 0,001 0
10 сутки возд. 0,001 0
30 сутки возд. 0,004* 300*
20 сутки восст. 0,003* 200*
30 сутки восст. 0,001 0
60 сутки восст. 0,001 0
Показатель ЛМА/АОА у животных контрольной группы, получавших эссенциальные фосфолипиды, составил 0,001±0,00 усл. ед. (табл. 4). На 1-е и 10-е сутки вибрационного воздействия данный показатель не имел различий с контрольными значениями. В 30-е сутки вибрационного воздействия показатель ЛМА/АОА был равен 0,004±0,001, что на 300% превышало контрольные значения. На 20-е сутки восстановительного периода изучаемый показатель был равен 0,003±0,001 усл. ед., что превышало контрольные значения на 200%. К 30-м суткам восстановительного периода соотношение ЛМА/АОА достигло контрольных значений (0,001±0,00 усл. ед.) и сохранялось таковым в поздний восстановительный период (0,001±0,00).
Заключение. Лейкоцитмодулирующая (прооксидантная) активность сыворотки крови экспериментальных животных на всем протяжении вибрационного воздействия и в ранний восстановительный период в 1,8-2,5 раза превышала контрольные значения. Максимальные значения данного показателя отмечались на 30 сутки вибрационного воздействия и в ранний восста-
новительный период. При применении эссенциальных фосфолипидов ЛМА сыворотки крови имела сходную динамику, но увеличение данного показателя было в 1,3—1,9 раз по отношению к контрольным значениям. АОА сыворотки крови повышалась 1 и 10 сутки вибрационного воздействия, в период с 20 по 30 сутки и в ранний восстановительный период отмечалось снижение антиоксидантного потенциала сыворотки крови с последующим восстановлением данного показателя в позднем восстановительном периоде. При применении эссенциальных фосфолипидов восстановление АОА сыворотки крови наблюдалось уже к 30 суткам восстановительного периода.
Результаты исследования говорят о том, что у животных с вибрационным воздействием и в ранний восстановительный период развивается выраженный окислительный стресс, при котором баланс в системе «оксиданты - антиоксиданты» смещен в сторону прооксидантов. Это подтверждается результатом расчета индекса соотношения показателей про- и АОА сыворотки крови, который превышал в 2-10 раз контрольные значения. При применении эссенциальных фосфолипидов данный показатель превышал контрольные значения в 2-3 раза. Повышение прооксидантной активности играет патогенетическую роль в развитии микрогемоциркуляторных, гипоксических и
гемореологических сдвигов при вибрационной патологии. Системы ПОЛ и АОЗ тесно связаны со свертыванием крови, тромбоксан-простациклиновым каскадом, липидным обменом, рецепцией гормонов, микроциркуляцией. Воздействие вибраций ведет к усилению процессов генерации перекисных соединений, депрессии ферментативного и неферментативного звеньев АОС, однонаправленным мембранопатологическим процессам.
Применение эссенциальных фосфолипидов уменьшает прооксидантную активность сыворотки крови за счет снижения синтеза провоспалительных цитокинов, стабилизации клеточных мембран и снижения активности перекисного окисления липидов и тем самым уменьшает степень выраженности окислительного стресса при вибрационных воздействиях.
Литература
1. Артамонова В. и др. // Гигиена: прошлое, настоящее, будущее: Сб. науч. тр. Федерального НЦ гигиены им. Ф.Ф. Эрисма-на / Под ред. А.И. Потапова.- М., 2001.- С. 258-260.
2. Безрукова Г.А., Спирин В.Ф. // Медицина труда и промышленная экология.- 2003.- № 11.- С. 7-13.
3. Бородин Ю.И. и др. // Актуальные вопросы патофизиологии лимфатической системы.- Новосибирск, 1995.- С. 9-10.
4. Бутковская ЗМ. // Медицина труда и пром. экология.-2001.- №10.- С. 18-21.
5. Гоголева О.И., Малютина Н.Н. // Медицина труда и пром. экол.- 2000.- №4.- С. 20-24.
6. Данилова Н.И. и др. // Тез. докладов I Всероссийского съезда профпатологов.- Тольятти, 2000.- С. 144.
7. Журавлев А.И., Журавлева А.И. Сверхслабое свечение сыворотки крови и его значение в комплексной диагностике.- М.: Медицина, 1975.- 185 с.
8. Зенков Н.К. и др. Окислительный стресс: Биохимический и патофизиологический аспекты.- М.: МАИК «Наука / Интерпериодика», 2001.- 343 с.
9. Измеров Н.Ф. // Медицина труда и пром. экол.- 2000.-№10.- С. 1-5.
10. Маянский Д.Н. и др. Диагностическая ценность лейкоцитарных тестов.- Ч.2.- Определение биоцидности лейкоцитов // Метод. рекоменд.- Новосибирск, 1996.- 47 с.
11. Рочева И.И.и др. // Медицина труда и промышленная экология.- 2004.- № 2.- С. 44-47.
12. Сухаревская Т. и др. // Тер. арх.- 1991.- №2.- С. 84-88.
13. Сухаревская Т. и др. Микроангио- и висцеропатии при вибрационной болезни.- Новосибирск, Новосибирская ГМА МЗ РФ, Институт региональной патологии и патологической морфологии СО РАМН, НИИ гигиены МЗ РФ, 2000.- 238 с.
14. Issever H. et al. // Med. Princ. Pract. - 2003.- Vol. 12, № 1.- P.34-38.
15. KrajnakK. // J.Appl. Physiol.- 2006.- Vol. 100.- P.1230.
