CC BY
42
© Н.И. Кучерко, 2007
УДК 616.36:591.4:615.9:546.815^.819:547.284.3
ПАТОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПЕЧЕНИ У ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЖИВОТНЫХ ПРИ ХРОНИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ АЦЕТОНА И АЦЕТАТА СВИНЦА
Н.И. Кучерко, Б.Д. Минаев, В.А. Батурин Ставропольская государственная медицинская академия
В условиях антропогенного загрязнения окружающей среды организм человека подвергается воздействию многочисленных чужеродных соединений и вынужден мобилизовать компенсаторно-адаптационные механизмы, направленные на выведение ксенобиотиков. При этом в реальных ситуациях приходится сталкиваться с воздействием разнообразных комплексов химических соединений, которые по своим характеристикам могут существенно различаться в зависимости от природы источников загрязнения. В связи с этим в эксперименте целесообразно моделирование условий, приближенных к реальным условиям.
В ряде регионов России имеет место весьма значительное загрязнение окружающей среды солями свинца и ацетоном [1,5]. Хроническое воздействие малых доз ацетона и ацетата свинца может вызывать нарушения в системе ферментативного дыхания, биоэнергетики, детоксикации [3]. Печень является местом метаболизиро-вания химических соединений и биологических компонентов, поэтому она особенно подвержена их влиянию. Однако живые организмы приспосабливаются к токсическому действию, используя барьерно-ферментативные механизмы биотрансформации и дезинтоксикации. При сочетанном воздействии токсикантов имеют место модификации резистентности, что подтверждается имеющимися литературными данными [4]. Патоморфологические исследования печени экспериментальных животных позволяют судить о характере и степени биологической вредности ксенобиотиков, а также об активности адаптационных механизмов и компенсаторных резервах организма [6,13]. В связи с этим представлялось интересным в хроническом эксперименте изучить патоморфологические изменения печени у крыс, которых подвергали как изолированному воздействию малых доз ацетона или ацетата свинца, так и воздействию комбинаций этих соединений.
Материал и методы. Опыты были проведены на 350 белых нелинейных крысах. Хроническая ингаля-
ционная затравка ацетоном проводилась в течение пяти месяцев в дозах 0,005 и 0,025 мг/кг по пять раз в неделю. Ацетат свинца в дозе 0,0004 мг/кг - 1% и 5%, растворы вводились животным внутрь через зонд пять раз в неделю в течение пяти месяцев. При этом одни животные отдельно подвергались воздействию ацетона, другие ацетата свинца, третьим вводилась комбинация обоих веществ. Контрольные группы крыс получали физиологический раствор. По завершению пятимесячного этапа интоксикации был выделен один месяц восстановительного периода.
Животных опытных и контрольных групп последовательно забивали методом декапитации по общепринятой методике через 1, 3 и 5 месяцев от начала эксперимента, а также через месяц восстановительного периода.
Для выявления общетоксического действия проводилось взвешивание внутренних органов, затем делался пересчет на 100 г массы тела животных опытных и контрольной групп. При анализе полученных материалов принималось во внимание то, что уменьшение веса органов может быть связано с токсическим воздействием веществ, а увеличение - результат компенсаторной реакции организма [12].
Для последующего гистологического исследования органов их фиксировали в 10% нейтральном формалине. После парафиновой заливки готовили срезы толщиной 6-8 мкм, которые окрашивали гематоксилином и эозином по Маллори, после чего заливали в канадский бальзам. Микроскопировали с помощью микроскопа марки МБИ-6 при увеличении х100,200,400.
Результаты, полученные в ходе исследования, подвергались вариационно-статистической обработке по стандартной методике критерия Стьюдента [2,8,10]. Различия считались статистически достоверными, начиная со значения р<0,05.
Результаты и обсуждение. В норме печень крысы состоит из долек, которые представляют фрагменты печеночной паренхимы многогранной формы. Долька
в свою очередь состоит из балок, образованных двумя рядами печеночных клеток - гепатоцитов. Печеночные балки разветвляются, могут соединяться между собой и образуют сеть. Между балками располагаются синусоидные капилляры. В центре дольки располагается центральная вена. Следует отметить, что дольковая структура печени у грызунов слабо выражена. Дольки отделены друг от друга междольковыми сосудами и выводными протоками [4,7].
Гепатоциты полигональной формы, цитоплазма эозинофильная, зернистая, имеется 1-2 ядра. Форма ге-патоцитов и состояние цитоплазмы зависят от функционального состояния клеток в течение суток. В цитоплазме гепатоцитов содержится гликоген, смесь жиров и липидов. Между двумя гепатоцитами, которые образуют балки, имеются округлые щели, то есть желчные капилляры. У желчных капилляров нет стенки и желчь течет от центра к периферии. Синусоидные капилляры внутри долек представляют собой очень мелкие сосуды, стенки их выстланы эндотелием. Между эндотелиальными клетками встречаются звёздчатые клетки Купфе-ра, которые относятся к системе моноцитарных макрофагов [7]. У контрольных животных при микроскопии препаратов было обнаружена именно такая структура тканей печени.
Хроническая ингаляционная затравка ацетоном.
Установлено, что весовые коэффициенты массы печени у крыс, забитых через месяц после начала эксперимента, не выходят за рамки физиологических колебаний в контрольной группе. Однако спустя 3 месяца эксперимента в группе животных, получавших ацетон в дозе 0,025 мг/кг, обнаружены статически значимые отклонения по сравнению с контролем (р<0,01). При оценке массы печени 5 пять месяцев интоксикации и в восстановительный период статистически значимых различий в этих двух группах не было выявлено.
Морфологические исследования, выполненные через месяц после затравки, не обнаружили существенных изменений в структуре печени. Были выявлены пе-рисинусоидальный отёк и сосудистые изменения в виде полнокровия, в цитоплазме гепатоцитов отмечалось уменьшение зернистости. Патологические изменения структуры печени не обнаружены. Через 3 месяца введения ацетона отмечено полнокровие центральных вен и синусоидных капилляров, единичные некрозы гепатоцитов, на периферии долек определялись отложения липидов, то есть имеются начальные признаки жировой дистрофии. Через 5 месяцев в печени обнаружено полнокровие центральных вен и прилежащих синусоидов, некрозы гепатоцитов, пылевидная жировая дистрофия гепатоцитов, которая наиболее выражена в центре долек (в III зоне), незначительный холестаз, отек портальных трактов и скопление макрофагов с примесью лимфоцитов. В восстановительный период сохранялась жировая дистрофия гепатоцитов, но воспалительные реакции затухали.
Вышеуказанные изменения более ярко выражены при затравках ацетоном дозой - 0,025 мг/кг.
Хроническое введение ацетата свинца.
Весовые коэффициенты массы печени после 1 и 3 месяцев затравки ацетатом свинца не выходили за рам-
ки физиологических колебаний контрольной группе. Впрочем, после 5 месяцев затравки было обнаружено явное увеличение этих показателей по сравнению с контрольной группой животных (р<0,05). По завершению восстановительного периода значимых различий по сравнению с контролем уже не было обнаружено.
Цитологические исследования выявили, что через месяц от начала затравки ацетатом свинца отмечалось умеренное полнокровие центральных вен, синусоидных капилляров, мелких и крупных междольковых сосудов, умеренно выраженный перисинусоидальный отек. В цитоплазме гепатоцитов определялось уменьшение зернистости. Патологические изменения структуры печени не обнаружены. Через 3 месяца выявлены сосудистые нарушения, отёк перисинусоидальных пространств. Гепатоциты были увеличены в размерах, ядра набухшие. В строме печени обнаруживались лимфоцитарные инфильтраты. Через 5 месяцев затравки в печени экспериментальных животных отмечались дистрофические изменения в гепатоцитах, уменьшение зернистости и накопление вакуолей. В то же время прослеживались признаки адаптационных изменений: появление крупных и двуядерных гепатоцитов, особенно в центролобулярных зонах. Спустя один месяц восстановительного периода, наряду с цитотокси-ческими изменениями (дистрофия), отчетливо видны процессы адаптационного характера и перипортальный фиброз. Выше указанные изменения клеток выражены более ярко при дозе ацетата свинца 0,002 мг/кг.
Комбинированное введение ацетона и ацетата свинца.
Величины весовых коэффициентов массы печени не выходили за рамки физиологических колебаний по сравнению с контрольной группой после 1 месяца затравки. Спустя 3 месяца комбинированной затравки ацетона и ацетата свинца в дозах 0,005 мг/кг и 0,0004 мг/кг выявили статистически достоверные различия этих показателей по сравнению с контролем (р<0,05). После 5 месяцев затравки и месячного восстановительного периода сохранялось увеличение весовых коэффициентов в этих группах опытных животных статистически достоверное по сравнению с контролем.
Морфологическое исследование печени животных показало отчетливые изменения при комбинированных затравках уже спустя 1 месяц от начала введения ацетона с ацетатом свинца. В клетках печени отмечался умеренно выраженный перисинусоидальный отёк, неравномерное кровенаполнение центральных вен и синусоидных капилляров. В портальных трактах обнаруживали очаговые гистиолимфоцитарные инфильтраты с небольшой примесью нейтрофильных лейкоцитов. В цитоплазме гепатоцитов имеется накопление белковых зёрен. Через 3 месяца комбинированной затравки ацетоном и ацетатом свинца в печени выявили диффузную жировую дистрофию гепатоцитов (преимущественно крупнокапельную). В цитоплазме гепатоцитов и пери-синусоидальных пространствах были обнаружены отложения белка типа гиалина. В перипортальной зоне наблюдали признаки усиления пролиферации фиброб-ластов и увеличение количества крупных и двуядерных гепатоцитов, что обычно расценивается как адаптация
к хроническому токсическому воздействию. Через 5 месяцев комбинированной затравки морфологические изменения стали более глубокими и распространенными. Жировая дистрофия печени приобрела диффузный характер. Развился фиброз сетевидного типа. В восстановительный период отмечалось незначительное улучшение. Таким образом, при комбинированном воздействии ацетоном и ацетатом свинца гистологические изменения в печени были более распространенными и выраженными.
Морфологические изменения в печени экспериментальных животных имели однотипный характер, что находит выражение в дисциркуляторных расстройствах, дистрофических изменениях гепатоцитов, воспалительных процессах в строме печени. Описанные изменения в структурных элементах печени сопровождались нарушением детоксикационной функции органа.
Заключение. Выполненное исследование показало, что оба токсиканта вызывают в целом сходные изменения в печени. Однако степень нарушений четко зависит от дозы и сроков затравки. При комбинировании ацетона и ацетата свинца повреждение клеток печени усиливается. В восстановительный период наблюдаются адаптационные изменения в тканях печени, которые наиболее выражены при изолированном применении токсикантов и использовании их меньших доз.
Литература
1. Гичев, Ю.П. Загрязнение окружающей среды и здоровья человека / Ю.П. Гичев.- Новосибирск, 2002. - 230 с.
2. Гланц, С.А. Медико-биологическая статистика / С.А. Гланц - М., 1999. - 455 с.
3. Куценко, С.А. Основы токсикологии: научно- методическое издание / С.А. Куценко. - СПб, 2004. - 720 с.
4. Минаев, Б.Д. Токсикогенетическая оценка суммарного воздействия солей тяжелых металлов в условиях моделирования экологической ситуации г. Ставрополя / Б.Д. Минаев, М.Г. Гейвандова. - Ставрополь, 2004. - 130 с.
5. Онищенко, Г.Г. О санитарно-эпидемиологической обстановке в России / Г.Г. Онищенко // Гигиена и санитария.
- 2003. - №1. - С. 3-10.
6. Пирузян, Л.А. Прогностический фактор риска развития патологических процессов, основанный на полиморфизме ферментов метаболизма ксенобиотиков / Л.А. Пирузян, В.А. Суханов, А.Н. Саприн // Физиология человека.
- 2000. - Т. 26, № 2. - С. 115-123.
7. Радцева, Г. Л. Морфологическое изучение пограничного состояния внутренних органов белых крыс при воздействии веществ,содержащих металлы / Г. Л. Радцева, Л.И. Ерёменко, В.П. Ершова // Морфология. - 1993. - №9. - С. 139.
8. Реброва, О.Ю. Статистический анализ медицинских данных / О.Ю. Реброва. М., 2002. - 305 с.
9. Ревич, Б.А. Последствие воздействие стойких органических растворителей на здоровье населения / Б.А. Ревич. М., 2000. - 48 с.
10. Рокицкий, П.Ф. Биологическая статистика / П.Ф. Рокитс-кий. - Минск, 1998. - 320 с.
11. Трахтенберг, И.М. Проблема нормы в токсикологии / И.М. Трахтенберг, Р.Е. Сова, В.О. Шефполь, Ф.А. Оникиенко.
- М., 1991. - 208 с.
12. Шафиркин, А.В. Компенсаторные резервы организма и здоровье населения в условиях хронических антропогенных воздействий и длительного психоэмоционального стресса / А.В. Шафиркин // Физиология человека. - 2003.
- Т.29, №6. - С. 12-22.
ПАТОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПЕЧЕНИ У ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЖИВОТНЫХ ПРИ ХРОНИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ АЦЕТОНА И АЦЕТАТА СВИНЦА
Н.И. КУЧЕРКО, Б.Д. МИНАЕВ, В.А. БАТУРИН
Цель - изучение патоморфологических изменений в печени экспериментальных животных при хроническом воздействии ацетона и ацетата свинца.
Была проведена затравка 350 крыс в течение 5 месяцев ацетоном, ацетатом свинца и их комбинацией; по завершению был выделен 1 месяц восстановительного периода. Определены весовые коэффициенты внутренних органов и проведено их гистологическое исследование.
Отмечалось увеличение массы печени, дистрофические изменения в гепатоцитах и отек перисинусоидальных пространств. В восстановительный период наблюдались адаптационные изменения наряду с клеточной дистрофией.
Морфологические изменения в печени экспериментальных животных имели однотипный характер, однако степень нарушений зависела от дозы и сроков затравки. При комбинировании ацетона и ацетата свинца повреждение клеток печени усиливалось. Адаптационные изменения в ткани печени были более выражены при изолированном применении токсикантов и использовании их меньших доз.
Ключевые слова: гепатоциты, дистрофия, дисциркуля-торные расстройства, компенсаторные резервы, детоксикация
LIVER PATHOMORPHOLOGY IN EXPERIMENTAL ANIMALS CHRONICALLY EXPOSED TO ACETONE AND LEAD ACETATE
KUTCHERKO N.I., MINAEV B.D., BATURIN V.A.
The purpose: studying of pathomorphological liver changes in experimental animals undergone chronic influence of acetone and lead acetate.
Poisoning of 350 rats by acetone, lead acetate and their combination within 5 months was followed by one month rehabilitation period. Internal weighting coefficients were measured and internal histological study was carried out.
Increase liver weight, dystrophic changes in hepatocytes and perisinusoidal space edema were reported. Adaptive response along with cellular dystrophy was observed during the rehabilitation period.
Liver morphological changes in the experimental animals were similar; however the degree of liver damage depended on the doze and terms of poisonous effects. Combination of acetone and lead acetate intensify cell damage. Isolated exposure to toxic agents and reduced chemical dosing resulted in marked adaptive response of liver tissue.
Key words: hepatocytes, dystrophy, circulation impairment, compensatory reserves, detoxication
