CC BY
21
МЕДИКО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВЛИЯНИЯ ХИМИЧЕСКОГО ФАКТОРА НА ЗДОРОВЬЕ ЛЮДЕЙ И ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2018
Татаринова О.М., Янно Л.В, Федорченко А.Н.
МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТКАНИ ПЕЧЕНИ У ЛИЦ, РАБОТАЮЩИХ НА ХИМИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЯХ, ПО ДАННЫМ ПРИЖИЗНЕННЫХ БИОПСИЙ
ФГУП «НИИ гигиены, профпатологии и экологии человека» ФМБА России,
188663, Санкт-Петербург
По данным прижизненных биопсий человека для токсических гепатитов химической этиологии характерно отсутствие или слабая выраженность фиброзных и инфильтративных изменений. Наблюдаются резко выраженные дистрофические поражения гепатоцитов. Как правило, зернистая белковая дистрофия сочетается с гидропической вакуолизацией и значительным ожирением как печёночных клеток, так и клеток Купфера. Встречается ацидофильная дегенерация. В центрах долек имеются отложения пигмента даже у молодых лиц. Очаги гибели отдельных гепатоцитов и их небольших групп располагаются в центральных и средних частях долек. Эти изменения сочетаются с усилением компенсаторно-регенераторных процессов. Извилистость контуров ядер и митохондрий, многочисленные ядерные поры, инвагинации в ядра и митохондрии, расширения цитоплазматической сети до образования крупных полостей, избыточное развитие гладкой цитоплазматической сети свидетельствуют о значительном функциональном напряжении детоксикационных процессов.
Ключевые слова: прижизненные биопсии печени человека; световая и электронная микроскопия.
Для цитирования: Татаринова О.М., Янно Л.В., Федорченко А.Н. Морфологическая характеристика ткани печени у лиц, работающих на химических предприятиях, по данным прижизненных биопсий. Медицина экстремальных ситуаций. 2018; 20(3): 502-507.
Для корреспонденции: Татаринова Ольга Матвеевна, канд. биол. наук. научный сотрудник лаборатории «Клиника профессиональных заболеваний и отдалённых последствий действия химических веществ» ФГУП «НИИ ГПЭЧ» ФМБА России, 188663, Санкт-Петербург. E-mail: [email protected]
Tatarinova O.M., Yanno L.V., Fedorchenko A.N.
MORPHOLOGICAL CHARACTERISTICS OF THE LIVER TISSUE ACCORDING TO INTRAVITAL BIOPSIES IN PERSONS WORKING IN CHEMICAL PLANTS
Research Institute of Human Hygiene, Occupational Pathology, and Ecology, Saint Petersburg, 188663, Russian Federation
According to the data of human intravital biopsies, toxic hepatitis of chemical etiology is characterized by the absence or poor manifestation of fibrous and infiltrative changes. There are observed pronounced degenerative lesions of hepatocytes. As a rule, granular protein dystrophy is associated with hydropic vacuolization and the pronounce obesity in both liver cells and Kupffer cells. Acidophilic degeneration occurs. In the centers of the lobules, there are deposits ofpigment, even in young people. The centers of the death of individual hepatocytes and their small groups are located in the central and middle parts of the lobules. These changes are associated with an increase in compensatory - regenerative processes. The tortuosity of the contours of the nuclei and mitochondria, numerous nuclear pores, invaginations into the nuclei and mitochondria, expansion of the cytoplasmic reticulum to the formation of large cavi-
MEDICAL, HYGIENIC AND ECOLOGICAL ASPECTS OF THE INFLUENCE OF THE CHEMICAL FACTOR ON HUMAN HEALTH AND THE ENVIRONMENT
ties, excessive development of a smooth cytoplasmic reticulum indicate a significant functional exertion of detoxification processes.
Keywords: intravital biopsies of a human liver; light and electron microscopy.
For citation: Tatarinova O.M., Yanno L.V., Fedorchenko A.N. Morphological characteristics of the liver tissue according to intravital biopsies in persons working in chemical plants. Meditsina ekstremal'nykh situatsiy (Medicine of Extreme Situations) 2018; 20(3): 502-507. (In Russ.).
For correspondence: Olga M. Tatarinova, MD, Ph.D., Researcher of the Laboratory "Clinic for Occupational Diseases and Long-Term Effects of Chemicals" of the Research Institute of Human Hygiene, Occupational Pathology, and Ecology of the Federal Medical And Biological Agency of Russia, St. Petersburg, 188663, Russian Federation. E-mail: [email protected]
Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest Acknowledgments. The study had no sponsorship. Received 01 June 2018 Accepted 19 September 2018
Актуальность проблемы верификации диагноза «токсический гепатит» морфологическими исследованиями обусловлена особенностями и трудностью диагностики и поражений печени у работников химических предприятий при остром и хроническом воздействии токсических веществ». Часто клинические проявления и функциональные изменения при этом отличаются неспецифичностью и малой выраженностью. Большие компенсаторно-приспособительные и регенеративные способности всего организма и, в частности печени обуславливают появление клинической симптоматики и изменений функциональных проб только при далеко зашедших морфологических изменениях [1].
Хронические токсические гепатиты клинически характеризуются малосимптомным, часто скрытым, доброкачественным, с длительными ремиссиями течением. Но в отдельных случаях может наблюдаться прогрессирова-ние до развития цирроза печени [2]. Основным патогенетическим механизмом токсического повреждения ткани печени является нарушение перекисного окисления липидов (ПОЛ) с повреждением мембран клеток. На протяжении многих десятилетий прижизненные исследования печени являлись наиболее объективным показателем её состояния при диффузных заболеваниях. Часто они играли решающую роль в диагностическом процессе, определении характера поражения, активности процесса и эффективности лечения [1]. И в настоящее время, несмотря на несомнен-
ные успехи в развитии методов визуализации и биохимии, значение прижизненного исследования печени не изменилось [3].
Материал и методы
В клинике ФГУП «НИИ ГПЭЧ» ФМБА России было проведено 266 биопсий печени (В.Ш. Шульман). Биопсии печени проводились в тех случаях, когда возникали трудности в решении экспертных вопросов о связи заболеваний с профессиональной деятельностью. 176 образцов ткани были получены у мужчин и 90 - у женщин. Возраст обследованных колебался от 24 до 64 лет. Все они имели производственный контакт с веществами различной степени токсичности: от бытовых красителей и растворителей - до химических соединений первого класса опасности. В частности, 51 человек работал в контакте с несиметричным диметилги-дразином, 37 - с VX и 25 - с элементарным фтором. У обследованных лиц клинический диагноз соответствовал токсическому гепатиту, гепатозу, хроническому холециститу или дискинезии желчевыводящих путей. На момент проведения биопсии печени 12 человек не имели контакта с токсическими веществами от 3 мес. до 6 лет.
Материал биопсий фиксировался в смеси Карнуа и в нейтральном 10% формалине, обрабатывался по общепринятым гистологическим методам. Помимо традиционных обзорных окрасок (гематоксилин-эозин, Маллори, Ван-Гизон) выявлялось содержание жира (смесью суданов III и IV). Проводилась идентификация
МЕДИКО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВЛИЯНИЯ ХИМИЧЕСКОГО ФАКТОРА НА ЗДОРОВЬЕ ЛЮДЕЙ И ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
пигментов: желчных, липофусцина, билирубина. В 142 случаях вычислялось гепатоци-тарно-купфероцитарное число (ГК-число), показывающее на какое число печёночных клеток приходится одна купферовская клетка [4]. 48 биоптатов были исследованы с помощью электронной микроскопии.
Результаты и обсуждение
Морфология печени у лиц, работающих с различными веществами, была однотипной и отличалась незначительно, что позволило дать общую характеристику химического токсического поражения печени.
Во всех биоптатах, за исключением двух случаев, в которых наблюдались начальные признаки формирования цирроза печени, сохранялось нормальное дольчатое строение ткани. Изменения строения печени в одном случае можно рассматривать как осложнение тяжёлой формы вирусного гепатита, перенесённого за 3 года до биопсии. Во втором случае человек был переведён на работу в контакте с другими вредными факторами вместо полного разобщения с ними. В остальных биоптатах часть портальных трактов имела нечёткие границы. Но слабовыраженные фиброз и незначительная гистиоцитарно-лимфоцитарная инфильтрация не проникали в паренхиму. В ряде случаев наблюдались единичные коллагеновые волокна, лежащие вдоль балок и не связанные с портальными прослойками (62% случаев). Значительного увеличения количества клеток Купфера не происходило. В среднем, 1 клетка Купфера приходилась на 4 гепатоцита, в то время как при хронических активных гепатитах вирусной этиологии этот показатель равнялся 2-2,5. Часто клетки Купфера содержали жировые вакуоли (85% случаев).
При исследовании пунктатов на первый план выступали дистрофические изменения гепато-цитов. В 92% случаев они находились в состоянии зернистой белковой дистрофии и в 78% -гидропической, выраженных в разной степени - вплоть до резкой. В половине биоптатов имелись признаки ацидофильной дегенерации в виде телец Маллори и реже - телец Каунсиль-мена. Почти постоянно наблюдалось наличие жира в гепатоцитах (96% случаев). Ожирение
носило различный характер: от очагового в центрах долек - до поражения всей ткани. Чаще всего мелкие капли сочетались с крупнокапельным ожирением и образованием жировых кист. В большинстве пунктатов присутствовали все виды дистрофий. В 60% биоптатов имелись небольшие очаги гибели печёночных клеток, расположенные в центральных или средних частях долек.
Характерным для токсического поражения печени была оксифильность цитоплазмы гепа-тоцитов. Базофилия цитоплазмы отсутствовала в 83% случаев. В остальных препаратах базо-филия встречалась небольшими очагами и имела слабую окраску.
У всех обследованных, в том числе и у лиц моложе 30 лет, наблюдались накопления пигмента в гепатоцитах, чаще локализованные в центральных частях долек. Пигмент давал положительные реакции на кислотоустойчивые липофусцины, билирубины и желчные пигменты. В 27% случаев среди пигмента или в желчных капиллярах встречались капельки желчи.
Описанные выше изменения сопровождались усилением репаративных процессов: оживлением митотической активности, резкими колебаниями размеров гепатоцитов и их ядер. При значительных индивидуальных колебаниях, количество 2-ядерных печёночных клеток чаще превышало 100 промилле. В большинстве биоптатов наблюдались 3- и 4-ядер-ные гепатоциты, количество которых доходило до 1 промилле.
Электронно-микроскопическое исследование выявило волнистые контуры большинства ядер гепатоцитов, умеренное расширение пе-ринуклеарных пространств. Хорошо определились многочисленные расширенные поры. Хроматин редко распределялся равномерно, чаще он был очагово просветлён или образовывал отдельные скопления. Наблюдались глубокие инвагинации цитоплазмы внутрь ядра. Встречались ядра неправильной формы. Гранулярная цитоплазматическая сеть была развита слабо. Небольшие группы её цистерн, расширенные в разной степени, несли немногочисленные рибосомы. Свободных рибосом и полисом также немного. Агранулярная цитоплазматическая сеть была представлена большим количеством
MEDICAL, HYGIENIC AND ECOLOGICAL ASPECTS OF THE INFLUENCE OF THE CHEMICAL FACTOR ON HUMAN HEALTH AND THE ENVIRONMENT
Таблица 1 Частота встречаемости (в %) наиболее характерных изменений органелл гепатоцитов при токсических заболеваниях печени
Органеллы Изменения (n = 48)
Ядро Неправильная форма 36,4
Извилистые контуры 81,8
Неравномерное распределение хроматина 72,3
Гранулярная цитоплазматическая сеть Уменьшение количества цистерн 40,9
Расширение цистерн 68,2
Уменьшение количества рибосом 90,9
Крупные полости 45,5
Гладкая цитоплазматическая сеть Увеличение количества цистерн 100,0
Митохондрии Извилистые контуры 54,5
Волнистая оболочка 100,0
Инвагинации 59,1
Просветление матрикса 72,7
Разрывы наружной мембраны 31,8
Цитоплазма Миелиноподобные структуры 63,6
цистерн. В ряде биоптатов в цитоплазме гепато-цитов имелись большие, неправильной формы полости. Митохондрии имели различную форму, волнистую оболочку, иногда извилистые контуры. Оболочки некоторых митохондрий имели локальные расширения или образовывали инвагинации, в которые заходили цистерны цитоплазматической сети. Матрикс обычно имел незначительную электронную плотность. Иногда наблюдались его очаговые просветления. Часто кристы имели кольцеобразную форму. Встречались митохондрии очень крупных размеров. Везикулярные элементы пластинчатого комплекса были резко расширены. Наблюдались многочисленные мультивезикулярные тельца и миелиноподобные структуры (табл. 1).
У всех 12 лиц, разобщённых с профессиональной вредностью, сохранялись описанные выше изменения (табл. 2).
Так, у мужчины (43 года), имевшего 7 лет стажа работы с элементарным фтором, а перед биопсией - 6 лет без контакта с производственной вредностью, в пунктате наблюдались лимфоги-стиоцитарная инфильтрация по ходу отдельных портальных трактов, резко выраженные белковая, гидропическая и жировая дистрофии с жировыми кистами, признаки ацидофильной деге-
Таблица 2
Частота встречаемости (в %) гистологических показателей в печени в зависимости от наличия контакта с химическими веществами в момент обследования. Случайная выборка среди продолжающих работать, но аналогичная по полу и возрасту
Контакт
Показатель есть n = 44 прекращён n = 12
Нормальное дольчатое строение 100-2 100-8
Отдельные коллагеновые волокна 52 ± 8 50 ± 15
Резко выраженные дистрофии:
белковая 30 ± 7 50 ± 15
гидропическая 20 ± 6 17 ± 11
жировая 32 ± 7 42 ± 15
Жировые кисты 11 ± 5 33 ± 15
Ацидофильная дегенерация 41 ± 8 33 ± 15
Отсутствие базофилии цитоплазмы гепатоцитов 52 ± 8 66 ± 15
Пигмент в гепатоцитах 100-2 100-8
Некрозы гепатоцитов 34 ± 7 50 ± 15
Резкие колебания клеток и ядер 82 ± 6 83 ± 11
МЕДИКО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВЛИЯНИЯ ХИМИЧЕСКОГО ФАКТОРА НА ЗДОРОВЬЕ ЛЮДЕЙ И ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
Таблица 3 Частота встречаемости (в %) гистологических показателей при токсических заболеваниях печени или желчевыводящих путей
Показатель Заболевания
печени, n = 37 желчевыводящих путей, n = 19
Нормальное дольчатое строение 100-3 100-5
Отдельные коллагеновые волокна 51 ± 8 53 ± 12
Резко выраженные дистрофии:
белковая 40 ± 8 21 ± 10
гидропическая 22 ± 7 16 ± 9
жировая 35 ± 8 32 ± 11
Жировые кисты 16 ± 6 16 ± 9
Ацидофильная дегенерация 46 ± 8 26 ± 10
Отсутствие базофилии цитоплазмы гепатоцитов 65 ± 8 63 ± 11
Пигмент в гепатоцитах 100-3 100-5
Некрозы гепатоцитов 46 ± 8 21 ± 10
Резкие колебания клеток и ядер 86 ± 6 74 ± 10
нерации, отложения пигмента в центрах долек, резкие колебания размеров клеток и ядер.
У лиц с клиническими диагнозами заболеваний печени или желчных путей морфологические изменения были идентичны, что может служить основанием рассматривать дискинезии желчевыводящих путей клиническими признаками токсических поражений печени (табл. 3).
Как известно, процессы детоксикации протекают с помощью ферментов, расположенных на мембранах гладкой цитоплазматической сети [5]. Её избыточное развитие, выявленное нами, свидетельствует в пользу токсической этиологии заболеваний.
Извилистость контуров ядер и митохондрий, инвагинации, расширение цистерн ци-топлазматической сети увеличивают площадь соприкосновения органелл и цитоплазмы, что является признаками усиленной метаболической активности. На клеточном уровне повышенная функциональная активность выражается в появлении крупных клеток и ядер, увеличении количества многоядерных гепато-цитов. Постоянное длительное функциональное напряжение сопровождается старением клеток. Гидропическая, жировая дистрофии, отложения липофусцина характерны для печени пожилых людей. Возможно, этим объясняется отсутствие восстановления морфологии
печени после прекращения контакта с вредным производством.
В большинстве исследованных случаев не наблюдались или были выражены незначительно признаки продуктивного воспаления. Характер поражений печени и её ответных реакций, вероятно, может меняться при воздействии разных веществ. В литературе имеются сведения о развитии фиброзных изменений в печени людей, контактирующих с цитотоксическими препаратами, винилхлоридом и его производными [6]. В развитии процессов фиброгенеза большое значение придается клеткам Купфера [1, 7]. В исследованных биоптатах, как правило, количество клеток Купфера не было увеличено. Наблюдалось только их ожирение. Возможно, развитие фиброза в печени зависит от характера и степени вовлечения клеток Купфера в патологический процесс.
Заключение
При токсических химических поражениях печени в исследуемом материале на первый план выступали дистрофические изменения ге-патоцитов различных типов и выраженности, которые сопровождались усилением репаратив-ных процессов. В то же время, изменения стро-мы незначительны. На электронном и световых уровнях морфология органелл и гепатоцитов свидетельствует о значительном функциональ-
MEDICAL, HYGIENIC AND ECOLOGICAL ASPECTS OF THE INFLUENCE OF THE CHEMICAL FACTOR ON HUMAN HEALTH AND THE ENVIRONMENT
ном напряжении печени. Прекращение работы с токсическими веществами не приводит к нормализации морфологии печени в срок до 6 лет.
У людей, имеющих контакт с токсическими веществами и с клиническими проявлениями дискинезии желчевыводящих путей, состояние ткани печени и на световом, и электронном уровнях идентично таковому при токсических гепатитах и гепатозах.
Ответные реакции ткани печени на различные воздействия неспецифичны. Однако наличие отдельных изменений, их распространённость и степень развития дают основания для установки диагноза «токсический гепатит».
Полученные данные подтверждают диагностическую значимость прижизненной биопсии печени как наиболее объективного метода исследования токсических химических поражений печени.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.
ЛИТЕРАТУРА
1. Подымова С.Д. Болезни печени: руководство для врачей. 4-ое изд. перераб. и доп. М.: Медицина; 2005.
2. Павлова А.А., Янно Л.В., Сердюкова Г.К., Лебедев Г.П. Обобщение материалов по особенностям клиники, диагностики, острых и хронических интоксикаций, а также отдаленных последствий действия несимметричного диметилгидразина на человека. В кн.: Научно—практическая деятельность ФГУП «НИИ ГПЭЧ» ФМБА России: Решение проблемы обеспечения химической безопасности в Российской Федерации: Труды ФГУП «НИИ ГПЭЧ» ФМБА России, посвященные 50-летию со дня основания. Под ред. В.Р. Рембовского. СПб.: ЭЛБИ-СПб., 2012: 486-515.
3. Павлов Ч.С., Золотаревский В.Б., Шульпекова Ю.О. и др.Современные методы ранней диагностики фиброза печени. Клиническая медицина. 2005; 12: 58-60.
4. Самсонов В.А. Новые морфометрические показатели функциональной морфологии слизистой оболочки желудка и двенадцати перстной кишки (индекс соотношения главных и обкладочных клеток, индекс массы брунеровых желез) и печени (гепатоцитар-но-купфероцитарное число). Вопросы гистотопо-
графии и частной патологии органов пищеварения. Петрозаводск, 1975: 30-4.
5. Санитарно-эпидемиологическое обеспечение химической безопасности производственной и окружающей среды: Руководство. Под ред. М.Ф. Киселева, В.Р. Рембовского, В.В. Романова. М.: ФМБА, 2012.
6. Ивашкин В.Т., Лапина Т.А. Гастроэнтерология: Национальное руководство. М.: ГЭОТАР-Медия; 2008.
7. Bataller R, Brenner D.A., Hepatic Stellate Cells as a Target for the Treatment of Liver Fibrosis. Semin. Liver Dis. 2001; 21(3): 437-51.
REFERENCES
1. Podymova S.D. Liver diseases: manual for doctors [Bo-lezni pecheni, rukovodstvo dlya vrachej] 4-oe izd. Per-erab. i dop. Moscow.: Meditsina; 2005. (in Russian)
2. Pavlova A.A., Yanno L.V., Serdyukova G.K., Lebedev G.P. Synthesis of materials on the features of the clinic, diagnosis, acute and chronic intoxications, as well as the long-term consequences of the action of asymmetric dimethylhydrazine per person. Scientific and practical activities of FSUE RIHOPHE of FMBA of Russia: Solution of the problem of chemical safety in the Russian Federation [Nauchno-prakticheskaya deyatel'nost FGUP "NIIGPECH" FMBA Rossii : Trudy FGUP NII GPECH FMBA Rossii posvyashchennye 50-letiyu so dnya osnovaniya]. Pod red. V.R. Rembovskogo. Sankt Petersburg: ELBI-SPb; 2012: 486-515. (in Russian)
3. Pavlov Ch.S., Zolotarevskij V .B., Shulpekova Yu.O. et al. Modern methods of early diagnosis of liver fibrosis. Klinicheskaya meditsina. 2005; 12: 58-60. (in Russian)
4. Samsonov V.A. New morphometric indices of the functional morphology of the mucous membrane of the stomach and duodenum (the index of the ratio of the main and lining cells, the mass index of the Bruner glands) and the liver (hepatocyte-cupferocyte number). Voprosy gistoto-pografii i chastnoj patologii organov pishchevareniya. Petrozavodsk, 1975: 30-4. (in Russian) (это журнал?)
5. Sanitary and epidemiological support of chemical safety of production and the environment: Manual. [Sanitarno-epidemiologicheskoe obespechenie khimicheskoj bezo-pasnosti proizvodstvennoj i okruzhayushchej sredy Ru-kovodstvo]. Pod red. M.F. Kiseleva, VR. Rembovskogo, V.V. Romanova Moscow: FMBA; 2012 (in Russian)
6. Ivashkin VT., Lapina T.A. Gastroenterology: National leadership [Gastroenterologiya .Natsionalnoe rukovodstvo]. M GEOTAR-Mediya, 2008. (in Russian)
7. Bataller R, Brenner D.A., Hepatic Stellate Cells as a Target for the Treatment of Liver Fibrosis. Semin. Liver Dis. 2001; 21(3): 437-51.
Поступила 01 июня 2018 Принята в печать19 сентября 2018
