Влияние эпифизэктомии на морфологическую структуру печени крыс при длительном воздействии комплекса солей тяжелых металлов

Влияние эпифизэктомии на морфологическую структуру печени крыс при длительном воздействии комплекса солей тяжелых металлов К числу серьезных гигиенических проблем последнего десятилетия относится неуклонный рост содержания тяжелых металлов (ТМ) в почве, воде и атмосферном воздухе больших и малых городов. Вредному воздействию ксенобиотиков оказываются подвержены самые разные органы и ткани. Среди первых защитных барьеров, на которые раньше всего обрушивается токсикологический удар, несомненно, является печень.

В ликвидации нарушений, обусловленных ТМ, кроме печени могут быть заинтересованы и другие механизмы. На такую роль вполне может претендовать мозговая железа эпифиз. Ее основной гормон мелатонин, в различных ситуациях демонстрирует протективные свойства и участвует в ограничении проявлений стрессорных нагрузок и действия различных ксенобиотиков[1]. Вместе с тем, исследование протективных свойств эпифиза при действии ТМ остается малоизученным.

В этой связи было интересно изучить возможные морфологические особенности печени при хроническом воздействии комплекса солей ТМ, обнаруженных в атмосферном воздухе и питьевой воде г. Ставрополя.

Материалы и методы. Экспериментальные исследования проводились на белых нелинейных крысах-самцах, весом 150 — 180 г. Все животные были разделены на 2 группы. Первая группа состояла из неоперированных животных, вторая из эпифизэктомированных. Животным каждой группы вводили смесь тяжелых металлов, в концентрациях соответствующих их присутствию в атмосфере и питьевой воде г. Ставрополя.

Для моделирования состояния атмосферного воздуха и воды были взяты максимальные (за период с 1999 по 2005 г.г.) среднегодовые концентрации каждого из тяжелых металлов в атмосферном воздухе и питьевой воде г. Ставрополя. Для введения животным смеси изучаемых тяжелых металлов расчет доз производился исходя из общепринятых представлений о том, что человек за день вдыхает 20 м³ воздуха и выпивает 2 л воды[4]. Крысы в среднем в 6 раз устойчивее к различным токсическим соединениям, чем люди, что связано с увеличенным соотношением поверхности тела к его массе (257 см²/кг у человека и 1517 см²/кг у крысы) и, соответственно, с более высокой скоростью окислительных метаболических процессов [2.5].

Рис. 2 Зернистая дистрофия гепатоцитов при использовании солей ТМ. Окраска: гематоксилином и эозином х400

эпифизэктомия морфологический дистрофический печень Рассчитанные дозы солей ТМ для введения крысам внутрибрюшинно (моделирование поступления ТМ из атмосферного воздуха) и внутрижелудочно через зонд (моделирование поступления ТМ из питьевой воды) были умножены на 100. В данном случае 100 является эмпирическим коэффициентом, подобранным нами по результатам предварительных краткосрочных опытов. Таким образом, крысам ежедневно вводились дозы тяжелых металлов, которые житель Ставрополя получает из атмосферного воздуха и воды за 100 дней, с учетом поправки на меньшую в 6 раз чувствительность крыс к токсическим соединениям по сравнению с людьми. В пересчете на соответствующие значения LD50 для каждого из путей введения, крысам ежедневно вводили 0,033 доли LD50 внутрижелудочно и 0,005 долей LD50 внутрибрюшинно, всего 0,038 долей LD50 .

Указанные смеси солей ТМ для внутрибрюшинного и внутрижелудочного введения приготавливались ежедневно из следующих маточных растворов: K₂GrO₄ -017,85мг/2мл; MnCl₂ -20.4 мг/2мл; NiSOх7Н₂О -14,7 мг/2мл; Fe (SO₄)х7Н₂О -565,95мг/6мл ZnSO₄ х7Н2О -8,85мг/2мл; CuSO₄ х5Н₂О -51,9мг/2мл; PbC₄ H₆ O₄ (ацетат свинца) -36мг/6мл.

Удаление эпифиза производили хирургическим путем под нембуталовым наркозом по оригинальной методике[3]. Эпифизарный гормон мелатонин вводился внутрибрюшинно в дозе 0,1 мг/кг в вечернее время суток (18−19 часов) в объеме 0,5 мл.

Для гистологического анализа брали кусочки печени крыс, которые фиксировали в 10% нейтральном формалине, тщательно промывали водой, спиртом, заливали в парафин и готовили срезы толщиной 6−8 микрон. Серийные парафиновые срезы окрашивали гематоксилином и эозином, а также пирофуксином по ван Гизону, после чего заключали в канадский бальзам и микроскопировали.

При статистической обработке результатов пользовались tкритерием Стьюдента (пакет программ Microsoft Office Excel для статистического анализа).

Результаты исследования При длительном введении (90 дней) модельной смеси солей металлов наблюдались различные виды дистрофических процессов, среди которых наиболее распространенными оказались белковая дистрофия клеток печени. В центральной части долек гепатоциты были увеличены в размерах, цитоплазма их с резко выраженной зернистостью. Местами встречались гепатоциты в состоянии баллонной дистрофии, при этом они были заполнены крупной вакуолью в которой «плавало ядро» (рис.1). При выраженной степени баллонной дистрофии ядро было смещено на периферию или полностью разрушено. Гепатоциты, заполненные жидкостью и не имеюшие ядра, оценивались как проявление фокального колликвационного некроза. Такие гепатоциты в препаратах печени крыс получавших комплекс солей ТМ встречались по всей поверхности среза.

Наряду с белковой дистрофией в ряде случаев были выявлены небольшие группы гепатоцитов с мелкокапельной и крупнокапельной жировой дистрофией (рис.2). Почти во всех случаях жировая дистрофия гепатоцитов наблюдалась на периферии долек. При этом в цитоплазме гепатоцитов определялись жировые капли, имеющие разную величину. Нередко капли сливались в одну крупную, а ядро смещалось на периферию клетки. Клеточные элементы в состоянии жировой дистрофии встречались поодиночке и группами.

Очаги колликвационного некроза имели различную величину, размытые, неровные края. В них наблюдалось разрушение печеночных балок, рассасывание некротических масс. Вокруг очагов некроза скапливались лимфоциты, макрофаги и нейтрофилы.

В печени животных под влиянием комплекса солей ТМ выявлены были также воспалительные инфильтраты. При этом в большинстве препаратов обнаружены воспалительные инфильтраты не только в портальных и перипортальных зонах, но и внутри долек.

Наряду с инфильтрацией перипортальных зон, внутри долек отмечались более мелкие инфильтраты. Они имели место по ходу синусоидных капилляров. В сосудистой системе печени наблюдалось расширение и полнокровие междольковых артерий и вен, синусоидных капилляров и поддольковых собирательных вен.

Портальные тракты были расширены, в перипортальных трактах определялись очаговые склеротические изменения. Возможно, это связано с выраженной пролиферацией фибробластов, которая, приводит к формированию коллагеновых волокон и превращению фибробластов в фиброциты. В отдельных наблюдениях вокруг долек формировались фиброзные септы. Пространство Диссе оказались расширены.

Рис. 3. Очаги некроза в ткани печени при воздействии солей ТМ. Окраска: гематоксилином и эозиномх400

Рис. 4. Крупноочаговые воспалительные инфильтраты в области триад при воздействии тяжелых металлов на фоне эпифизэктомии. Окраска: гематоксилином и эозином х200

При воздействии солей ТМ в печени животных возникал внутрипротоковый и паренхиматозно-канальцевый холестаз. При внутрипротоковом холестазе желчные протоки и канальцы расширены и заполнены концентрированной желчью. В определенной части наблюдений хронический холестаз сопровождался развитием холангита. При воздействии смесью тяжелых металлов в печени эпифизэктомированных животных также развивались выраженные дистрофические изменения ее паренхимы. Клеточные элементы находились в состоянии зернистой и жировой дистрофии. В центральной части долек наблюдались участки гибели гепатоцитов. При этом происходил кариопикноз, кариорексис и лизис ядер.

Очаги некроза (рис.3) паренхимы печени чаще всего располагались в центре долек, но участки некроза имели место и на их периферии. Как правило они имели различную форму и величину с наличием перифокальной, преимущественно лимфоцитарной инфильтрацией. По сравнению с неоперированной группой очаги некроза более крупные, в них нередко происходило разжижение некротических масс.

Гепатоциты с крупнокапельной жировой дистрофией нередко подвергались распаду с образованием жировых кист. В кравообращении печени развивались изменения в системах притока крови к дольке, цируляции крови в дольке и оттока крови от дольки. В системе циркуляции крови в дольке наблюдалось расширение синусоидальноых капилляров пространства Диссе. В системе оттока крови от дольки отмечено расширение центральных и поддольковых собирательных вен, их полнокровие, стазы.

В области триад определялись множественные и крупноочаговые воспалительные инфильтраты (рис4), которые состояли в основном из лимфоцитов, немногочисленных плазматических клеток и макрофагов. В результате гибели гепатоцитов междольковая соединительная ткань врастала в дольку, заменяя клеточные элементы. Просматривалось скопление лейкоцитов в просвете синусоидов.

Воспалительные инфильтраты располагались в перипортальных, портальных зонах, а также внутри долек. Хотя более выраженными они являлись в перипортальных зонах.

У эпифизэктомированных животных под влиянием солей ТМ наблюдались склеротические изменения, отмечалась активная пролиферация фибробластов, в перипортальных зонах происходил усиленный синтез коллагена с образованием тонких пучков формирующихся коллагеновых волокон. Это приводило к расширению портальных трактов. Формировались фиброзные септы вокруг и внутри долек, что связано с гибелью гепатоцитов и врастанием междольковой соединительной ткани внутрь долек на место погибших гепатоцитов.

В этой группе животных под воздействием солей тяжелых металлов внутрипротоковый и паренхиматозно-канальцевые холестаз носил более распространенный характер, чем в группе неоперированных животных. Наблюдалась инфильтрация стенки желчных протоков лейкоцитами и мононуклеарами.

Таким образом, удаление эпифиза потенцировало действие солей тяжелых металлов на морфологическое состояние печени. При их длительном воздействии у эпифизктомированных крыс усиливались дистрофические, некробиотические и деструктивные изменения паренхимы. Последние характеризовывались образованием очагов гибели клеток, преимущественно по типу колликвационных некрозов. Описанные изменения соответствуют хроническому агрессивному гепатиту.

• 1. Арушанян Э. Б. Уникальный мелатонин. — Ставрополь. 2006. — 399с.
• 2. Гуськова Т. А. Токсикология лекарственных средств. — М. 2003. -153с.
• 3. Ованесов К. Б. Модификация оперативного подхода при удалении эпифиза у крыс.//Актуальные проблемы хирургии. — Ставрополь. 1987. -С.173−175.
• 4. Онищенко Г. Г. Влияние состояния окружающей среды на здоровье населения. Нерешенные проблемы и задачи // Гигиена и санитария -2003. -№ 1. -С3−10.
• 5. Саноцкий И. В. Методы определения токсичности и опасности химических веществ (токсикометрия). — М. «Медицина». 1970. -176с