Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 10.
1.1 Метаболическая функция легких в норме и при бронхолегочных заболеваниях 10.
1.2 Функциональная морфология микроциркуляторного русла в норме и при патологии органов дыхания 22.
1.3 Особенности реакции дыхательной системы на воздействие патогенных факторов 30.
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования 36.
ГЛАВА 3. Результаты собственных исследований 52.
3.1 Исследование морфологических и гистохимических изменений в респираторной системе при хроническом воздействии сероводо- родсодержащим газом 52.
3.2. Морфофункциональная характеристика микроциркуляторного русла легких 76.
3.3. Изменения биохимических показателей у крыс при хронической ингаляции сероводородсодержащего газа 89.
3.3.1. Изменение липидного обмена при хронической ингаляции сероводородсодержащего газа 89.
3.3.2. Изменение углеводного обмена при хронической ингаляции сероводородсодержащего газа 97.
3.3.3. Изменение белкового обмена при хронической ингаляции сероводородсодержащего газа 99.
ГЛАВА 4. Обсуждение результатов исследования 103.
Выводы 114.
Практические рекомендации 116.
Литература 117.
- Функциональная морфология микроциркуляторного русла в норме и при патологии органов дыхания
- Особенности реакции дыхательной системы на воздействие патогенных факторов
- Изменение липидного обмена при хронической ингаляции сероводородсодержащего газа
- Изменение белкового обмена при хронической ингаляции сероводородсодержащего газа
Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ.
Нарастающие темпы научно-технического прогресса вызывают массу проблем в вопросах охраны окружающей среды, в профилактике и лечении экологически обусловленных заболеваний. Безотходные технологии химической, нефтеперерабатывающей и газовой промышленностей являются реальностью далекого будущего, а в настоящее время именно они возглавляют список самых вредных производств (Резаев А.А. с соавт., 2001, Агаджанян Н.А. с соавт., 2000, Трубников Г.А. с соавт., 2000, 2002, Кузьмина Л.П., 2008, Мадаева И.М. с соавт., 2009).
Активно функционирующий в Астраханской области газоперерабатывающий комплекс стал основным источником загрязнения атмосферы за счет регулярного выброса продуктов переработки газа и его конденсата. Большое количество людей, прежде всего рабочие и жители прилежащих населенных территорий, оказываются в зоне продолжительного воздействия сероводо-родсодержащего газа, концентрация которого в окружающем воздухе чаще всего не превышает предельно допустимой (ПДК). Распространенность брон-холегочной патологии среди людей перечисленных категорий, многими исследователями рассматривается как результат негативного влияния природного газа (Великанов Э.Б., 1994, Орлов М.А., 1996, Воробьева Т.Б. с соавт, 2000, Бучин В.Н. с соавт., 2002, Ломтева Т.Ф., 2002, Бучина А.В., 2004, Наумова Л.И., 2008, Шишкина Т.А., 2008, 2009).
Длительное воздействие сероводородсодержащего газа вследствие прямого раздражающего эффекта формирует воспалительный процесс в легких с активацией целого комплекса стандартных защитных механизмов. Декомпенсация систем антирадикальной, антипротеазной, специфической и неспецифической иммунной защиты приводит к стойким нарушениям структурной организации компонентов легочной ткани и формированию хронического патологического процесса (Прокофьев В.Н. с соавт., 1995, Резаев А.А. с соавт., 2001, Кочеткова Е.А. с соавт., 2004, Постникова Л.Б. с соавт., 2004, Тризно Н.Н. с соавт., 2005, Жестков А.В. с соавт., 2008). Длительное течение с неяркой клинической симптоматикой создает массу проблем в своевременной диагностике и предупреждении серьезных осложнений хронического бронхита, что объясняет широкую распространенность этого заболевания среди рабочих и высокий процент потери трудоспособности (Гамбарян М.Г. с соавт, 2006, Вермель А.Е., 2007, Величковский Б.Т., 2008).
Необходимость понимания процессов на уровне доклинических проявлений заболевания, связанных со снижением функциональных резервов, обеспечивающих резистентность организма к влиянию вредных факторов внешней среды, подтверждает важность изучения в пульмонологии нереспираторных функций легких. Идентификация признаков нарушения метаболического равновесия позволяет определить выраженность течения воспаления и репарации в легких.
Несмотря на большое количество исследований, проводимых в этой области, работ с морфологическим обоснованием патогенетических механизмов развития бронхолегочной патологии не достаточно. Необходимость изучения метаболической функции во взаимной связи со структурными преобразованиями легочной ткани является весьма актуальной и перспективной в плане возможного использования результатов исследования при разработке комплекса профилактических мероприятий на экологически вредных производствах.
ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ.
Выявить динамику и взаимосвязь морфологических показателей структурных компонентов и метаболических процессов в легочной ткани в условиях хронического воздействия сероводородсодержащим газом в концентрации 3 мг/м3. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.
1. Дать характеристику структурной организации легочной ткани и ми-кроциркуляторного русла лабораторных животных в норме и в разные сроки хронического воздействия сероводородсодержащего газа.
2. Оценить гистохимическую картину (метаболизм липидов, белков и углеводов) в структурах легочной ткани лабораторных животных в норме и в разные сроки хронического воздействия сероводородсодержащего газа.
3. Провести метаболический анализ следующих биохимических показателей крови: общего белка, альбуминов, глобулинов, молочной и пировино-градной кислоты, липопротеидов низкой плотности, липопротеидов очень низкой плотности, липопротеидов высокой плотности, общего холестерина, триглицеридов в норме и в разные сроки хронического воздействия сероводородсодержащего газа.
4. Определить зависимость между морфофункциональными изменения- -ми и активностью метаболических процессов в структурах легочной ткани лабораторных животных в норме и в разные сроки хронического воздействия Ь сероводородсодержащего газа.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА ИССЛЕДОВАНИЯ.
Впервые исследована морфология структурных и метаболических изменений легочной ткани в динамике на фоне хронического воздействия сероводородсодержащим газом в концентрации, не превышающей ПДК.
Впервые дано морфологическое обоснование преобразованиям микроциркуляторного русла в зависимости от длительности воздействия сероводородсодержащего газа.
Дана характеристика тканевому обмену в легких в зависимости от срока ингаляции природным газом низкой концентрации.
По результатам исследования проведена оценка структурных и метаболических показателей в зависимости от состояния микроциркуляторного русла на разных сроках воздействия природным газом в концентрации по сероводороду 3 мг/м3.
Выявлена взаимосвязь и проведена корреляция между данными морфологических, гистохимических и биохимических показателей в динамике хронического эксперимента.
НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ.
Работа носит фундаментальный характер и представляет динамическую морфофункциональную характеристику структурных элементов легочной ткани крыс в норме и на фоне длительного воздействия сероводородсодержащего газа. Полученные данные позволяют выявить особенности структурных и метаболических преобразований в зависимости от срока хронического эксперимента и продемонстрировать негативное влияние длительно действующего природного газа с допустимой концентрацией сероводорода на состояние дыхательной системы. Практическая значимость работы заключается в том, что она позволяет значительно расширить существующие представления о механизмах развития экологически обусловленной патологии бронхолегочной системы и подвести морфологическую базу для объяснения некоторых клинических и диагностических проявлений заболеваний органов дыхания. Разработанный комплексный подход дает возможность не только в деталях охарактеризовать гистологические и гистохимические изменения в тканях легких, но и представить общую картину взаимодействующих процессов.
Полученные данные внедрены для преподавания соответствующих разделах гистологии, патологической и нормальной физиологии, патологической анатомии, биохимии. Результаты исследования могут быть использованы в написании монографий, руководств по пульмонологии, токсикологии и патологической анатомии и служить в качестве методической основы для последующих исследований в этой области.
ПОЛОЖЕНИЯ. ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ.
1. Степень структурных и метаболических изменений в легких зависит от длительности воздействия природным газом в предельно допустимой концентрации.
2. Длительное воздействие сероводородсодержащего газа в предельно допустимых концентрациях вызывает изменение биохимических показателей крови (общего белка, количества альбуминов, общего холестерина, липопротеидов низкой плотности (ЛПНП), липопротеидов высокой плотности (ЛПВП), липопротеидов очень низкой плотности (ЛПОНП), триглицеридов, молочной и пировиноградной кислоты) сопоставимых с динамикой метаболических процессов в структурах легких.
3. Длительное влияние природного газа в концентрации по сероводороду Змг/м3 вызывает стойкие структурные изменения в легких, сохраняющиеся в течение месяца после прекращения его воздействия.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ.
Результаты работы доложены и обсуждены:
на конференции «Современные аспекты гистогенеза и вопросы преподавания гистологии в вузе», посвященной 100-летию со дня рождения профессора Л.И. Фалина, Москва, 2007; на международной научной конференции, посвященной 450-летию города Астрахани, Астрахань, 2007; на XII Международном конгрессе по реабилитации в медицине и иммунореабилитации, Паттайя, Таиланд, 5-9 декабря 2007 г; на IX Конгрессе Международной Ассоциации Морфологов, г. Бухара, респ. Узбекистан, 14—17 мая, 2008г.; на конференции, посвященной 90-летию АГМА, 2008г.; на IV Всероссийском съезде анатомов, гистологов и эмбриологов, Саратов, 23 — 25 сентября 2009.
Функциональная морфология микроциркуляторного русла в норме и при патологии органов дыхания
С 50-х годов XX века началось бурное исследование терминального отдела сердечно-сосудистой системы, поскольку работа всех звеньев последней реализуется через создание сбалансированного капиллярного кровообращения, оптимального для осуществления транскапиллярного обмена (Куприянов В.В. с соавт., 1975; Казначеев А.А. с соавт., 1975; Струков А.И., 1975, 1976; Чернух A.M. с соавт., 1975, 1979; Ефименко Н.А. с соавт., 2003; Cannon R.O., 1997; Dorfmuller P., 2003). Под термином микроциркуляция понимается движение биологических жидкостей с содержащимися в них веществами по микроскопическим сосудам, через стенки сосудов и по тканевым (межклеточным) пространствам. Чтобы понять все аспекты микроциркуляции, надо учитывать морфологические и функциональные особенности микрососудистой системы, реологические свойства крови в ней, состояние периваскулярных структур, а также функциональное состояние лимфатических капилляров. Указанные части микроциркуляции определяют важнейший процесс для живого организма — транскапиллярный обмен (Чернух А.М, 1975; Ефименко Н.А. с соавт., 2003). Несмотря на то, что микроциркуляция представлена движением крови, лимфы и других биологических жидкостей, следует отметить наиболее важным ее звеном микрогемоциркуляцию (Куприянов В.В. с соавт., 1983). Возможно, именно микрогемоциркуляция оказывает доминирующее влияние на становление адекватного транскапиллярного обмена (Казначеев В.П. с соавт., 1975; Дейл М.М., Фан Т-П.Д., 1998). А выраженный дефицит капиллярной перфузии может привести к необратимым изменениям при еще хороших показателях общего кровообращения (Левин Г.Я. с соавт., 1979).
Система микроциркуляции охватывает множество взаимосвязанных и взаимообусловленных процессов, таких как циркуляция крови и лимфы в сосудах диаметром от 2 до 200 мкм; поведение клеток крови (деформация, агрегация, адгезия и др.); свертывание крови (коагуляция, фибринолизис, тромбообразование и др.); транскапиллярный обмен (Чернух A.M. с соавт., 1975, 1979).
В настоящее время в микроциркуляторном русле выделяют следующие звенья по ходу движения крови: крупная артериола, конечная артериола, про-капилляр, капилляр, посткапилляр, собирательная (перицитарная) венула, мышечная венула, артериоло-венулярный анастомоз. Микрососудистые единицы - модули (например, альвеолярная сеть капилляров в легких), построенные из вышеперечисленных компонентов - обеспечивают и поддерживают метаболический и гемодинамический гомеостаз в микрорайоне (Струков А.И., 1975; Струков А.И., Воробьева А.А., 1976). В характеристику органоспецифичности микроциркуляторного русла входят плотность микрососудов на единицу объема, расстояние между ними, их калибр, соотношение числа функционирующих и резервных капилляров, субмикроскопическое строение их стенок, наличие питающих и функционально специфичных капилляров, обилие и малочисленность артериоло-венулярных анастомозов, типы распределения капилляров и т.д. (Ефименко Н.А. с соавт., 2003).
Микроциркуляторное русло обладает выраженными приспособительными возможностями. Сюда относятся: 1) приспособления, регулирующие резервуарные функции сосудов, что позволяет увеличивать емкость сосудистого русла; 2) приспособления, необходимые для перераспределения крови, регуляции направления и скорости кровотока; 3) приспособления, обеспечивающие изменения проницаемости сосудов (Ефименко Н.А. с соавт., 2003).
Расстройства микроциркуляции можно разделить на три группы: Внутрисосудистые нарушения: расстройства реологических свойств крови, нарушение коагуляции и тромбоэмболии; изменение скорости кровотока (т.е. нарушение перфузии крови через микроциркуляторное русло)
Изменения в самих сосудах: повреждение эндотелиальных клеток в стенках микрососудов; изменение проницаемости капиллярной и венулярной стенок; адгезия лейкоцитов и тромбоцитов к эндотелию; диапедез форменных элементов крови через стенки капилляров и венул; микрокровоизлияния.
Внесосудистые изменения: влияние повреждений окружающей микрососуды соединительной ткани и паренхимы органов; реакция тучных клеток на патологические стимулы; нарушения лимфообращения; вовлечение микрососудистого ложа в нейродистрофический процесс (Чучалин А.Г., 2000). Много вопросов вызывают механизмы регуляции микроциркуляции. Существуют три типа регуляции кровотока: местная, гуморальная и нервная. Местная регуляция тонуса микроциркуляторного русла осуществляется не только с помощью физических факторов (растяжение артериол), но и местным действием многих химических веществ (метаболиты, ацетилхолин, бра-дикинин, гистамин, простагландины). Все перечисленные вещества приспосабливают кровоток в органе к уровню требуемой в данной момент активности. Снижение тонуса артериол и прекапилляров приводит к увеличению числа функционирующих капилляров и площади микроциркуляторного русла. Также эти вещества способны изменять проницаемость сосудистой стенки и реологические свойства крови, что отражается на транскапиллярном обмене (Ефименко Н.А. с соавт., 2003).
В гуморальной регуляции микроциркуляции участвуют железы внутренней секреции (надпочечники, гипофиз, юкстагломерулярный аппарат почек), а основными регуляторами являются катехоламины, кортикостероиды, вазопрессин, которые влияют как на расширение, так и на сужение сосудов. Так, гистамин является одним из самых активных вазоконстрикторов. При прижизненном внутривенном введении его артериолы «исчезают» в связи со спазмом последних (Марусев Д.С., 1970; Александров П.Н. с соавт., 1982). Нервная регуляция осуществляется вегетативной нервной системой. Вегетативные нервы иннервируют сосудосуживающие волокна и парасимпатические сосудорасширяющие волокна.
Микроциркуляторное русло легких состоит из артериол, тесно связанных с окружающей альвеолярной паренхимой и на конце переходящих в капилляры. Капилляры легких (3 на рис. 1) образуют густую сеть на поверхности альвеолярных мешочков и альвеол. Микрососуды формируют нерегулярные сосудистые кольца или овалы. Стенки капилляров и стенки альвеол (9 на рис. 1) представляют в совокупности функциональное целое, обозначаемое как альвеолярно-капиллярная мембрана (Ефименко Н.А. с соавт., 2003; Чернеховская Н.Е. с соавт., 2005).
Особенности реакции дыхательной системы на воздействие патогенных факторов
Техногенное загрязнение окружающей среды обуславливает возникновение целого ряда экологически зависимых заболеваний, среди которых ведущее место занимает хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ). Это понятие включает в себя комплекс патологических изменений и в современной рабочей формулировке представлено как «хроническое экологически опосредованное воспалительное заболевание респираторной системы с преимущественным поражением дистальных отделов дыхательных путей и легочной паренхимы, возникновением частично обратимой бронхиальной обструкцией, развитием эмфиземы и постепенным прогрессированием хронической дыхательной недостаточности» (Лещенко И.В. с соавт., 2005, Вермель А.Е., 2007, Чучалин А.Г., 2007).
Для современной медицины ХОБЛ является одной из актуальных проблем. Эпидемиологические данные нашей страны и многих стран мира свидетельствуют о неуклонном росте заболеваемости данной патологией (Айсанов З.Р. с соавт., 2001; Чучалин А.Г., 2007; Burrows В., 1972; Cheitlin M.D. et al., 2003). К началу XXI века ХОБЛ заняла место по значению равное туберкулезу в первой половине XIX века и стала для большинства пульмонологов ведущим заболеванием в пульмонологии (Чернеховская Н.Е. с соавт., 2005; Gelfand E.W., Irvin Ch.G., 1997, Hida W. et al., 2002). В США за 15 лет число больных ХОБЛ увеличилось в два раза — с 7,5 до 14,5 млн человек; в России Данная нозология занимает лидирующее место по числу дней нетрудоспособности и 4-е — 5-е место среди причин смертности (Чучалин А.Г., 2007). По данным ВОЗ в 2008г. в мире умерли от ХОБЛ 3,28 млн человек. Велик экономический ущерб, связанный с временной утратой трудоспособности при этой патологии. Так, в странах Европейского союза ХОБЛ стала причиной 62% потерянных рабочих дней. Уже через 10 лет после установки диагноза это заболевание приводит к инвалидизации и в половине случаев это лица моложе 50 лет (Mercer R., Crapo J. D., 1992).
Современное представление об этиологии этого заболевания указывает на полигенный характер болезни, где действие внешних факторов риска реализуется при наличии определенной генетической предрасположенности (Чучалин А.Г., 2007). Поэтому все факторы риска можно разделить на две большие группы. К экзогенным факторам или, иначе говоря, факторам окружающей среды относятся табакокурение, поллютанты внешней среды, профессиональные факторы, злоупотребление алкоголем, питание. Эндогенные факторы касаются индивидуальных особенностей организма: генетическая предрасположенность, низкая масса тела при рождении, респираторные инфекции в детстве (Ивчик Т.В. с соавт., 2001).
Результаты исследований свидетельствуют о формировании замкнутого круга возникающих изменений при участии образующегося эндотоксина. При этом повреждается сосудистая стенка, происходит массивный выброс медиаторов воспаления, увеличивается количество тканевых компонентов ренин — ангиотензин - альдостероновой системы, изменяется иммунитет.
Как уже сказано выше, среди главных причин роста бронхолегочных заболеваний большинство авторов считает нарушение экологии, и, в частности, загрязнение атмосферного воздуха производственными (пыль, дымы, токсические вещества и др.) поллютантами (Чучалин А.Г., 1989; Агаджанян Н.А. с соавт., 2000; Трубников Г.А. с соавт., 2002). А поскольку ингаляционный путь проникновения токсигенных веществ является самым распростра-ненным и опасным, неудивительно, что наблюдается интенсивное увеличение числа заболеваний респираторной системы. (Загидуллин В.Ш., 1963; Агаджанян Н.А., 2000). В связи с этим, с введением в эксплуатацию в 1986 году Астраханского газоперерабатывающего комплекса, созданного на базе крупнейшего в мире месторождения природного газа, возник целый комплекс проблем экологического и медицинского характера (Бучин В.Н., 1996).
Действие сероводорода сказывается на всей дыхательной системе (Сет-ко Н.П., 1989; Трубников Г.А. с соавт., 1992), в результате чего наблюдается ринит, фарингит, бронхит и пневмония. Проникновение сероводорода в легкие вызывает в этих тканях воспалительный процесс, заканчивающийся отеком легких (Асфандияров Р.И. с соавт., 1993, 1994). Методом реопульмоно-графии было выявлено снижение интенсивности кровенаполнения легких у рабочих на производстве с комбинированным воздействием серосодержащих газов; указанные нарушения и степень их выраженности зависят от продолжительности контакта с ними (Гладченко Ю.Л. с соавт., 2005).
Четких представлений о механизмах развития бронхолегочных заболеваний в экологически неблагополучных районах не существует. Среди эндогенных причин развития бронхолегочной патологии выступают изменения в иммунном статусе. У детей поселков санитарно-защитной зоны выявлены достоверные изменения в показателях иммунограммы (снижение активности фагоцитоза, концентраций IgA, содержания Т- и В-лимфоцитов, повышение О-лимфоцитов, уровня ЦИК и др.) (Боев В.М., Сетко Н.П., 2001).
Известно также, что процессы ПОЛ тесно связаны с действием патогенных факторов, обусловливающих формирование хронического бронхита. У больных ХНЗЛ активация процессов ПОЛ приводит к перекисному повреждению мембран макрофагов и лимфоцитов. Экспериментальным путем было доказано (Беднов И.А., 2004; Тризно Н.Н. с соавт., 2005), что при хронической ингаляции сероводородсодержащего газа наступает активация перекисного окисления липидов и снижение активности антиоксидантных систем. Помимо этого было показано, что важным механизмом воздействия сероводородсодержащего газа является развитие гипоксии смешанного характера, которая формируется на фоне дыхательной и сердечно-сосудистой недостаточности (Бойко В.И., с соавт., 1999; Беднов И.А., 2004; Тризно Н.Н. с соавт., 2005). Токсичные вещества, осаждающиеся преимущественно в альвеолах, растворяются в сурфактанте и диффундируют через тонкие альвеолярные клетки к эндотелию легочных капилляров, повреждая их (Сере-бровская И.А., 1983).
Действие сероводорода сказывается на всей дыхательной системе (Камнев В.М., 1963, Сетко Н.П., 1990; Трубников Г.А. с соавт., 1996), в результате чего наблюдается ринит, фарингит, бронхит и пневмония. Проникновение сероводорода в легкие вызывает в этих тканях воспалительный процесс, заканчивающийся отеком легких (Асфандияров Р.И. с соавт., 1995; Полунин И.Н. с соавт., 1999).
Изменение липидного обмена при хронической ингаляции сероводородсодержащего газа
Окисление липопротеидов происходит под действием свободных радикалов и липоперекисей, в первую очередь это затрагивает ЛПНП, что объясняется большим содержанием в них ненасыщенных жирных кислот и относительным дефицитом а - токоферола (Климов А.Н., 1995). Взаимодействие окисленных ЛПНП с эндотелиальными клетками сосудов вызывает дисфункцию и повреждение эндотелия. Таким образом, увеличение количества ЛПНП ведет к дополнительной активации системы перекисного окисления липидов. Основная активация связана с постоянным поступлением в организм токсических компонентов сероводородсодержащего газа, при этом увеличивается скорость биотрансформации, повышается активность моноокси-геназ микросом и усиливается генерализация активных форм кислорода и перекиси водорода. Активация этого процесса выше определенного предела приводит к срыву антирадикальных и антиперекисных механизмов. В нашей работе были изучены некоторые показатели систем перекисного окисления липидов и антиоксидантной защиты.
Для оценки состояния прооксидантной системы исследовалось содержание уровня диеновых конъюгатов и малонового диальдегида в гомогенатах легких экспериментальных животных, для оценки антиоксидантной системы - каталаза крови. Как видно в таблице 6, содержание диеновых конъюгатов в гомогенатах легких в контрольной группе составило 44,5 ± 4,2 ед. опт. пл./мг. лип, малонового диальдегида - 14,8 ± 1,52 нмоль/л лип., каталаза крови -84,7 ± 4,52 нмоль/л сыворотки. Через месяц хронической ингаляции сероводородсодержащим газом показатель диеновых конъюгатов достиг значения 43,6 ± 3,87 ед. опт. пл./мг. лип, а уровень малонового диальдегида - 15,0 ± 2,24 нмоль/л лип., уровень каталазы - 86,2 ± 5,3 нмоль/л сыворотки (рис. 43). Содержание малонового диальдегида и каталазы крови при хроническом воздействии сероводородсодержащим газом в концентрации 3 мг/м3 (нмоль/л)
Ко второму месяцу эксперимента содержание диеновых конъюгатов было равно 48,0 ±5,12 ед. опт. пл./мг. лип (рис. 42), малонового диальдегида - 18,75 ±1,71 нмоль/л лип., каталазы крови - 73,6 ± 3,47 нмоль/л сыворотки. На третий и четвертый месяц хронического воздействия сероводородсодер-жащим газом изменение показателей продолжалось. Уровень диеновых конъюгатов составил 58,9 ± 3,96 и 62,5 ±5,18 ед. опт. пл./мг. лип, малонового диальдегида - 21,03 ± 2,28 и 32,96 ± 2,35 нмоль/л лип., каталазы крови -64,2 ± 0,35 и 58,1 ± 0,35 нмоль/л сыворотки соответственно (табл. 5).
К концу пятого восстановительного месяца отмечается некоторое улучшение показателей эксперимента содержание диеновых конъюгатов было равно 61,7 ± 4,35 ед. опт. пл./мг. лип (рис. 42), малонового диальдегида -30,82 ± 1,93 нмоль/л лип., каталазы крови — 59,4 ± 3,4 нмоль/л сыворотки.
Функциональное состояние любой ткани, в том числе и ткани легкого, определяется уровнем энергетического метаболизма (Сыромятникова Н.В., Гончарова В.А., 1987). Основным субстратом для образования энергии в клетке являются углеводы. Интенсивность энергообразования связана с процессом гликолиза, при котором в условиях достаточного обеспечения тканей кислородом образующийся пируват сразу поступает в митохондрии, и подвергается окислению. Изменения в системе аэрогематического барьера снижают энергообеспечение клеток, что вызывает нарушение метаболического равновесия. Недостаток кислорода в тканях легких активирует анаэробный гликолиз конечным продуктом которого, является молочная кислота. Продукты метаболизма из легких поступают в кровь, поэтому определение концентрации молочной и пировиноградной кислот, а также их соотношение поможет оценить не только состояние углеводного обмена, но и степень гипоксии.
В контрольной группе лабораторных животных в крови содержание молочной кислоты определялось в пределах 3,09 ± 0,19 ммоль/л, пировиноградной 0,15 ± 0,04 ммоль/л (табл.6). В течение первого месяца хронического эксперимента заметных изменений в содержании обеих кислот не происходит. Уровень молочной и пировиноградной кислот составил 3,05 ± 0,22 ммоль/л и 0,14 ± 0,02 ммоль/л. Соотношение этих кислот несколько отклонилось в сторону увеличения молочной кислоты до 21,3 ± 1,35 %. Результаты второго месяца эксперимента показывают увеличение концентрации молочной кислоты до 4,35 ± 0,31 ммоль/л, при этом содержание пировиноградной кислоты практически не изменяется. В отношение данных кислот доля молочной кислоты возрастает более чем на 40 %.
В последующие месяцы хронической ингаляции по мере нарастания степени гипоксии происходит увеличение концентрации обеих кислот. К концу четвертого месяца содержание молочной кислоты достигает уровня 6,34 ± 0,17 ммоль/л, пировиноградной - 0,21 ± 0,06 ммоль/л. Отношение этих кислот по сравнению контролем увеличивается на 68,1 %
Изменение белкового обмена при хронической ингаляции сероводородсодержащего газа
В перибронхиальном интерстиции появляются скопления клеток по окраске гематоксилином напоминающие лимфоидные фолликулы. Идентификации клеточного состава нами не проводилось, однако в большинстве па-томорфологических исследований хронических заболеваний легких отмечается макрофагально - лимфоцитарный состав (Кругликов Г.Г. с соавт., 2003; Чучалин А.Г., 1998, 2007; Лощилов Ю.А., 2008; Черняев А.Л. с соавт., 2008; Черняев А.В. с соавт., 2009). Barberd J. A. et al. (2003) показали, что у больных ХОБЛ и у курильщиков обнаруживается инфильтрация CDS-лимфоцита-ми адвентиции малых мышечных артерий, утолщение интимы и эндотели-альная дисфункциия. Значительных коллагенобразующих процессов на данном этапе не выявляется. Преобладают дистрофические процессы, связанные с разрушением эластического каркаса и уменьшением объема соединительнотканных оболочек. Окрашивание прочным зеленым демонстрирует снижение содержания белков в стенках бронхов и сосудов.
В биохимических исследованиях крови сохраняется тенденция к повышению общего холестерина и холестерина ЛПНП, обеспечивающего возрастающие потребности легких в нем. Количество ЛПВП в крови уменьшаться, что предотвращает отток холестерина из тканей. Это можно объяснить снижением акцепторных свойств ЛПВП из-за изменения белкового компонента. Окисленные ЛПНП повышают свою способность связываться с коллагеном I и III типов и легко проникают через поврежденный эндотелий в интиму, где претерпевают еще большую модификацию. Обладая антигенными свойствами, они образуют комплексы с антителами и захватываются макрофагами. Усиленное поглощение макрофагами и другими клетками ретикулоэндотели-альной системы липидов мы наблюдаем при окрашивании тканей легких Суданом III. Отмечается появление в периваскулярном интерстиции клеток содержащие липидные включения. Липидсодержащая выстилка альвеол деформируется за счет клеточной инфильтрации и отека. Количество её уменьшается в участках ателектаза, что объясняется нарушением кровоснабжения и секреции альвеолоцитами II типа. Также не маловажное значение имеет увеличение утилизации сурфактанта макрофагами, разрушением его активированной фосфолипазой А2 и повышенным выделение с бронхиальным секретом (Hitchcoc k-O Hare К. et all. 1976). Поверхностно-активные свойства сурфактанта определяются количественным и качественным соотношением белков и липидов, входящих в его состав. Легочный сурфактант характеризуется высоким содержанием фосфолипидов на 50% состоящих из холестерина (Сыромятникова Н.В. с соавт., 1987). Увеличение проницаемости аэрогема-тического барьера способствует проникновению плазменных белков в просвет альвеол, увеличению поверхностной активности сурфактанта и развитию ателектазов (Нестеров Е.Н., 1983, Sies Н. 1985). Увеличение количества метаболитов ПОЛ усиливает повреждение эндотелия и его проницаемость, что подтверждается другими методами нашего исследования. Другими исследователями неоднократно подтверждалось влияние окисленных ЛПНП на утолщение интимы за счет воспалительных и пролиферативных процессов (Климов А.Н., 1999, Братусь В.В., 2003,Горбанев Е.А., 2004, Новочадов В.В., 2005).
В условиях развивающейся гипоксии и в результате воздействия серо-водородсодержащего газа происходят изменения в углеводном обмене. В течение второго месяца эксперимента отмечается значительное повышение количества молочной кислоты и незначительное пировиноградной, что отражает нарастание степени гипоксии в тканях легких и как результат усиление анаэробного гликолиза. Содержание белка в крови к концу второго месяца эксперимента заметно снижается, особенно за счет концентрации альбуминов. Учитывая основную функцию альбуминов как транспортных белков, и повышенную проницаемость сосудистой стенки для них вполне объяснимой становится данное явление (Anderson N.L. et al, 2002, Diamandis E.P., 2003).
Наиболее выраженные гистологические и гистохимические изменения легочная ткань приобретает в течение третьего месяца хронического воздействия природным газом. В результате повреждения эластического каркаса легочной стромы и стенок бронхов значительно возросли вентиляционные расстройства. Атрофические процессы в стенках бронхов вызывают их деформацию и уменьшают просвет, в котором скапливаются значительные слизистые массы инфильтрированные клетками. Нарушение процессов регенерации приводят к метаплазии эпителия и нарушению мукоцилиарного клиренса. Плохая проходимость бронхов и изменения эластических свойств альвеолярных стенок значительно увеличивают количество ателектазов и эмфизематозных участков, что вызывает уменьшение воздушности легочной ткани на этом этапе. Повреждение эпителия отражается на состоянии базальной мембраны, непрерывность которой нарушается массовыми клеточными инфильтрациями. В мышечной оболочке происходит расслоение миоцитов и нарушение их ориентации. Теряется гомогенность окраски, и уменьшаются её тинкториальные свойства относительно фуксина за счет разрастания межмышечной соединительной ткани. Таким образом, происходит замещение мышечных клеток соединительной тканью, что отражается на функции бронхов. В перибронхиальном интерстиции нарастает содержание коллагеновых волокон. В участках ателектаза стенки альвеол гипертрофируются за счет клеточной инфильтрациии и образования коллагеновых волокон. Стимулированные цитокинами фибробласты, увеличивают синтез эластических белков и коллагеновых фибрилл, что приводит к уплотнению и утолщению тканевого матрикса между компонентами аэрогематического барьера. Это приводит к затруднению диффузии молекул кислорода и углекислого газа, нарушению газообмена (Кругликов Г.Г. с соавт., 2008). Рост межальвеолярного матрикса способствует развитию гипоксии и сопровождается увеличением количества сосудов. В свою очередь деструкция паренхимы, характерная для эмфиземы легких, нарушение эластического каркаса сосудистой стенки вызывают компрессию легочных сосудов и уменьшение площади капиллярного русла (Fessler Н.Е. 1997 Augusti A et al, 2003).
