Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы
1.1. Структурно-функциональная организация печени. 11
1.1.1. Структурно-функциональная организация гепатоцитов 13
1.1.2. Печеночные синусоиды и пространство Диссе 17
1.1.3. Лимфатические капилляры и лимфатические сосуды печени 21
1.2. Термический ожог кожи 23
1.2.1. Микроциркуляция в ожоговой ране 26
1.3. Состояние печени при термических ожогах кожи 30
1.4. Характеристика и свойства природных цеолитов 34
2. Материалы и методы исследования 43
3. Результаты исследования
3.1. Исследование структуры гепатоцитов, эндотелиоцитов синусоидальных и лимфатических капилляров печени через 1-е сутки после термического ожога кожи 48
3.2. Исследование структурны печени через 3-е суток после термического ожога кожи 66
3.3 Исследование структурны печени через 7 суток после термического ожога кожи 82
3.4. Исследование структурны печени через 15 суток после термического ожога кожи 97
3.5. Исследование структурны печени через 30 суток после термического ожога кожи 109
3.6. Исследование структурны печени через 40 суток после термического ожога кожи 122
3.7. Исследование структурны печени через 60 суток после термического ожога кожи 133
Обсуждение 143
Заключение 168
- Термический ожог кожи
- Характеристика и свойства природных цеолитов
- Исследование структурны печени через 3-е суток после термического ожога кожи
- Исследование структурны печени через 40 суток после термического ожога кожи
Введение к работе
Актуальность исследования. Несмотря на достижения в лечении ожогов, летальность среди тяжело обожженных остается высокой даже в специализированных стационарах. Значительная часть пострадавших гибнет в период ожогового шока, а в более поздние сроки к смерти тяжело обожженных приводят полиорганная недостаточность и сепсис на фоне резких нарушений гомеостаза и метаболизма (Парамонов Б.А., Порембский Я.О., Яблонский В.Г., 2000; Лияскина А.В. и др., 2001; Лавров В.А., 2003; Murphy J.T. et al., 1999; Barotie CM. et al., 2000; Zhu L., Yang Z.C., Li A., Cheng D.C., 2000; McCampbell B. et al., 2002; Zhang X J. et al., 2002;).
Одной из причин высокой летальности среди пострадавших с тяжелыми ожогами является отсутствие единого подхода к профилактике и лечению таких осложнений, как полиорганная недостаточность и ожоговый сепсис (Парамонов Б. А., Порембский Я.О., Яблонский В.Г., 2000; Cho К. et al., 2000).
В условиях развивающегося при ожогах эндотоксикоза возрастает роль лимфатической системы. Известно, что состояние интерстиция и эндотелия лимфатических капилляров является определяющим для создания микроокружения, оптимального для функционирования клеток тканевого региона, как в условиях нормы, так и патологии, так как именно через начальные звенья лимфатической системы происходит выведение токсичных продуктов, накапливающихся в интерстиции (Бородин Ю.И., 2000-2003; Левин Ю.М., 2000-2003).
Исходя из вышесказанного, кажется целесообразным использовать в условиях термических ожогов кожи препараты, оказывающие протективный, стимулирующий эффект на лимфатический дренаж ожоговой раны.
Известно, что протективными свойствами обладают сорбционные препараты (Нетреба Г.К., Терещенко Т.М., Одинцова В.И., 1993; Кривова Н.А. и др., 2001; Dyer A. et al., 2000; Papaioannou et al., 2002). Было показано, что применение сорбционно-аппликационной и лимфотропной терапии ускоряет процесс очищения ожоговых ран от микробного заражения, помогает быстрее ликвидировать гнойный и некротический налет, позволяет лимфатической системе выполнять основные функции (лимфодренажную, лимфодетоксикационную, иммунологическую) и уменьшает общую интоксикацию организма (Любарский М.С., 1989; НимаевВ.В., 1995; Slesarenko S.V., 1993). Использование сорбционно-аппликационной терапии способствует более быстрому заживлению ожоговой раны (Wright J.K. et al., 2004).
В хирургии для лечения гнойных ран применяются сорбционные контейнеры из тканного капрона с дробленым цеолитовым туфом — шивыртуином (Богомолов Н.И., 1995). Такие контейнеры были применены и при внутриполостном лечении перитонитов различной этиологии (Богомолов Н.И., Кулиш ШІ, Минина Л.А. и др., 1998; Богомолов Н.И. и др., 2001, 2002, 2003). Показано улучшение состояния ожоговых больных при добавлении в рацион биологически активной добавки «Литовит», обладающей сорбционными свойствами (Maianskaia N.N. et al., 2004). Однако основные проблемы применения цеолитов в медицине связаны с недостаточной изученностью механизма действия природных минералов.
Центральное место в регуляции обмена веществ, детоксикации и сохранении гомеостаза организма, то числе и при термических ожогах, принадлежит печени (Spies М., 2002; Dasu M.R. et al., 2004; Cen Y. et al., 2004). Являясь дифференциальным барьером между кровью, поступающей из системы воротной вены и общим кровотоком, она обеспечивает постоянство концентраций питательных веществ,всинтезирует большинство белков плазмы крови, фосфолипидов, холестерина и контролирует постоянство этих веществ в крови (Малахова М.Я., 2000; Bouwens L. et al., 1992; Kmiec Z., 2001; Ueno T. et al., 2004; DutraF., Bechara E.J., 2004; Yeon J.E. et al., 2004). Печень обеспечивает также связывание и обезвреживание токсических веществ эндогенного и экзогенного происхождения (Маянский Д.Н, и др., 1992; Yamazaki К., LaRusso
7 N.F., 1989; Heath Т., Lowden S., 1998; Elvevold K.H., 2004). Продуцируемый ею секрет - желчь - необходим для нормального пищеварения (Покровский А.А., Крыстев Л.П., 1977). Выполнение этих сложных и многообразных функций обеспечивается клеточными элементами ее паренхимы - гепатоцитами. Поэтому структурная организация клеток печени может быть маркером состояния эндотоксикоза организма.
Цель исследования: Выявить возможные изменения в структурной организации печени при термическом ожоге кожи и коррекции лимфатического дренажа ожоговой раны.
Задачи исследования:
Изучить структуру паренхимы и стромы печени в динамике развития раневого процесса после термического ожога кожи при различном состоянии лимфатического дренажа ожоговой раны.
Исследовать ультраструктурную организацию гепатоцитов в динамике развития раневого процесса при различном состоянии лимфатического дренажа ожоговой раны.
Исследовать состояние пространств Диссе и ультраструктурную организацию эндотелиоцитов лимфатических капилляров печени в динамике развития раневого процесса при различном состоянии лимфатического дренажа ожоговой раны.
Исследовать ультраструктурную организацию эндотелиоцитов кровеносных капилляров печени в динамике развития раневого процесса при различном состоянии лимфатического дренажа ожоговой раны.
Научная новизна исследования:
1. Методами световой, электронной микроскопии и морфометрии показано, что при термическом ожоге кожи ЗА степени развиваются деструктивные изменения в паренхиме и строме печени. Происходит нарушение целостности клеточной мембраны эндотелиоцитов кровеносных капилляров и гепатоцитов,
Показано, что наиболее ранние структурные изменения, приводящие к некрозу клеток, развиваются в эндотелиоцитах синусоидов печени,
Впервые показано, что в условиях термического ожога кожи ЗА степени происходят изменения состояния пространств Диссе и ультраструктурной организации эндотелиоцитов лимфатических капилляров портальных трактов печени, свидетельствующие о нарушении лимфатического дренажа органа. Отмечено снижение концентрации цитоплазматических органоидов, объемной плотности микропиноцитозных везикул, уменьшение плотности клеточных контактов в эндотелиоцитах лимфатических капилляров.
Выявлено, что при моделировании супрессии лимфатического дренажа ожоговой раны кожи, происходит большее нарушение структуры печени и лимфатического дренажа органа.
5. Впервые показано, что использование аппликаций цеолитовых контейнеров для моделирования стимуляции лимфатического дренажа ожоговой раны кожи, оказывает протективный эффект на структурную организацию печени и лимфатический дренаж органа.
Теоретическая и практическая значимость работы:
Полученные количественные и качественные характеристики структурных изменений в паренхиме и строме печени в условиях термического ожога кожи, могут быть использованы в качестве критериев оценки характера и степени поражения органа в условиях эндотоксикоза.
Выявленное протективное действие на структуру печени и лимфатический дренаж органа использования в качестве стимуляторов лимфатического дренажа ожоговой раны аппликаций цеолитовых контейнеров, следует учитывать при разработке рекомендаций по лечению термических ожогов кожи и профилактики послеожоговых осложнений.
Положения, выносимые на защиту:
1. В условиях термического ожога кожи ЗА степени в печени происходят изменения структуры эндотелиоцитов кровеносных капилляров, пространств
9 Диссе, гепатоцитов и эндотелиоцитов лимфатических капилляров, свидетельствующие о нарушении лимфатического дренажа и структуры органа при ожоговой травме.
2. Эффективность лимфатического дренажа ожоговой раны определяет степень повреждения и характер регенерации печени после термического ожога кожи. Стимуляция лимфатического дренажа ожоговой раны способствует меньшему повреждению печени; супрессия лимфатического дренажа ожоговой раны обусловливает развитие более значительных изменений в структуре органа.
Внедрение результатов исследования
Результаты диссертационной работы используются в лекционных курсах и семинарских занятиях на кафедре анатомии, физиологии и валеологии Новосибирского государственного педагогического университета. Полученные данные о структурных перестройках печени при термических ожогах кожи внедрены в научно-исследовательскую работу отдела профилактической и экологической лимфологии ГУ НИИ клинической и экспериментальной лимфологии СО РАМН,
Апробация результатов исследования. Основные положения диссертации доложены на Первом съезде лимфологов (Москва, 2003); VI-м международном симпозиуме «Проблемы саногенного и патогенного эффектов экологических воздействий на внутреннюю среду организма» (Чолпон-Ата, 2003); II Научно-практической конференции с международным участием «Фундаментальная и клиническая лимфология - практическому здравоохранению» (Пермь, 2003); III Всесоюзной конференции с международным участием, посвященной 175-летию Ф.В.Овсянникова «Механизмы функционирования висцеральных систем» (Санкт-Петербург, 2003); Всероссийской научной конференции «Гистологическая наука России в начале XXI века: итоги, задачи, перспективы (Москва, 2003); Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 50-летию образования Читинской государственной медицинской
10 академии (Чита, 2003); Международной практической конференции «Проблемы выявления, профилактики, лечения и реабилитации больных с инфекционными и паразитарными заболеваниями способами эндо- и экзоэкологического воздействия на внутреннюю среду организма» (Бишкек, 2003); IV общероссийской конференции «Гомеостаз и инфекционный процесс». («Дагомыс» Сочи, 2003); Материалы научной конференции с международным участием «Проблемы лимфологии и интерстициального массопереноса». (Новосибирск, 2004).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 печатных работ.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 196 страницах машинописного текста. Содержит 28 таблиц, иллюстрирована 45 рисунками. Диссертационная работа состоит из введения, материалов и методов исследования, результатов собственных исследований и их обсуждения, выводов. Указатель литературы включает в себя 240 работ из них 128 -отечественных и 112 - зарубежных автора.
Весь материал, представленный в диссертации, получен, обработан и проанализирован лично автором.
Практические рекомендации
В связи с полученными данными о нарушениях структуры паренхимы печени и лимфатического дренажа органа, имеющих место при термических ожогах небольшой глубины и площади, в послеожоговом периоде необходимо проводить корригирующую терапию, направленную на сохранение структуры и функции печени.
В целях повышения эффективности лечения термических ожогов кожи и профилактики послеожоговых осложнений, при разработке подходов к лечению данной патологии необходимо учитывать состояние лимфатического дренажа ожоговой раны.
Термический ожог кожи
Ожоги - повреждения тканей, вызванные высокой температурой, и другими агентами, являются наиболее частыми и тяжелыми видами поражения людей. Известно несколько механизмов теплопередачи термических поражений и одна из них конвекция. Конвекция — передача тепла, обусловленная движением частиц воздуха или жидкости у поверхности тела. Чаще всего этот механизм имеет место при ожогах горячей жидкостью или паром. Интенсивность нагревания зависит от разницы температур между термическим агентом и поверхностью тела, а также от теплоемкости жидкости или газа. Кроме того, имеет значение скорость воздушного (водного) потока у поверхности тела. В связи с тем, что теплоемкость воды в 25 раз больше чем воздуха, нагревание тела происходит более быстро. В свою очередь, раскаленное масло имеет существенно большую теплоемкость, чем вода, и поэтому при воздействии такой жидкости нагрев происходит сильнее (Орлов А.Н., 1973; Кузин М.И., Сологуб В.К., Юденич В.В., 1982; Вихриев Б.С., Бурмистров В.М., 1986; Кузин М.И., Шимкевич Л.Л., 1990; Медицина катастроф, 1996; Парамонов Б.А., ГТорембский Я.О., Яблонский В.Г., 2000). Степень тканевой гипертермии прямо пропорциональна продолжительности нагревания. Краткосрочное воздействие даже очень высоких температур может не приводить к развитию ожогов. Температурный оптимум активности ферментов составляет 36—37 С. Чем выше степень перегрева тканей (начиная от 41 С и выше), тем быстрее происходит гибель клеток (Парамонов Б.А., Порембский Я.О., Яблонский В.Г., 2000). Омертвевшие в результате действия термического фактора ткани получили название струп. Незначительный нагрев кожи (до 60 С) приводит к формированию влажного или колликвационного струпа. В случае более высокого разогрева формируется плотный сухой или коагуляционный струп. Степень плотности и толщина струпа может быть различной (Орлов А.Н., 1973; Кузин М.И., Сологуб В.К., Юденич В.В., 1982; Вихриев Б.С., Бурмистров В.М., 1986; Кузин М.И., Шимкевич Л.Л., 1990; Медицина катастроф, 1996; Парамонов Б.А., Порембский Я.О., Яблонский ВТ., 2000).
Классификация термических ожогов Ранее было предложено большое количество классификаций термических ожогов по глубине. Тем не менее, из этого числа широко используются только две. В нашей стране применяется классификация, принятая на XXVII Всесоюзном съезде хирургов в 1960 г. Выделяют следующие степени поражения: I степень—проявляется гиперемией и отеком кожи; II степень— поражение поверхностных слоев эпидермиса, на коже появляются пузыри, наполненные прозрачным содержимым; Ша степень— частичное поражение дермы, однако в ней сохраняются придатки кожи, из которых впоследствии происходит эпителизация; Шб степень— поражение кожи на всю толщу с частичным захватом подкожно-жировой клетчатки; IV степень— поражение глубоких структур (фасции, мышцы, кости) (Парамонов Б.А., Порембский Я.О., Яблонский В.Г., 2000). За рубежом широко распространена следующая классификация, также предусматривающая выделение четырех степеней поражения: — первая степень (first degree) — соответствует первой степени отечественной классификации; — вторая поверхностная степень (second degree superficial) — соответствует II степени отечественной классификации; — вторая глубокая степень (second degree deep) — соответствует ожогам Ша степени; — третья степень (third degree) — соответствует ожогам Шб степени; — четвертая степень (fourth degree) — соответствует одноименной отечественной (Парамонов Б.А., Порембский Я.О., Яблонский В.Г., 2000). Остальные классификации распространены меньше. Ожог кожи вызывает нарушения в других органах и системах (Пелисов М.Т., 1999). Ожоги ШБ-IV степеней приводят к значительным изменениям структуры и функции печени в виде нарушения гемодинамики, межуточных отеков, некрозов отдельных гепатоцитов, что является причиной нарушения всех видов обменов (Лияскина А.В. и др., 2001). Ожоговая рана кожи может приводить также к нарушениям работы почек, вызывая острую почечную недостаточность, которая является одной из причин высокой смертности больных (Воздвиженский СИ. и др., 1998; Holm С. et al., 1999; Kildal М. et al, 2004). Нарушается мозговое кровообращение (Barone СМ. et al., 2000), изменяется концентрация нейромедиаторов и экспрессия некоторых генов, таких как кальцитониновый ген (Ни D. et al., 2002). Ожог кожи существенно изменяет метаболизм глюкозы, появляется невосприимчивость рецепторов к инсулину (Carter Е.А., 1998). Введение инсулина ожоговым больным существенно ускоряет заживление ожоговой раны (Груммет А.А., 1998; Carter Е.А., 1998; Pierre E.J. et al., 1998). Диабетики в большей мере страдают от ожогов, хотя ожог у таких людей имеет отсроченное представление, причем в большей степени повреждения при ожоге развиваются у людей более старшего возраста (Григорьева Т.Г., 2000; McCampbell В. et al., 2002). Глава 1.2.1. Микроциркуляция в ожоговой ране. Со временем ожоговая рана теряет огромное количество жидкости, что связанно с деструктивными изменениями в микрососудистом русле. Ожоговая рана делится на три зоны, каждая из которых имеет свою микроциркуляторную реакцию (Орлов А.Н., 1973; Кузин М.И., Сологуб В.К., Юденич В.В., 1982; Вихриев Б.С., Бурмистров В.М., 1986; Кузин М.И., Шимкевич Л.Л., 1990; Медицина катастроф, 1996; Парамонов Б.А., Порембский Я.О., Яблонский В.Г., 2000): 1. Зона некроза или коагуляции — та область повреждения, где высокая температура уничтожила и клетки, и кровяные сосуды. В этой области происходит разрушение ткани, коагуляция белка, отсутствует кровообращение (Орлов А.Н., 1973; Кузин М.И., Сологуб В.К., Юденич В.В., 1982; Вихриев Б.С., Бурмистров В.М., 1986; Кузин М.И., Шимкевич Л.Л., 1990; Медицина катастроф, 1996; Парамонов Б.А., Порембский Я.О., Яблонский В.Г., 2000); 2. Зона стаза — окружает зону некроза, в ней кровоснабжение и микроциркуляция замедленны.
В основном сосуды открыты, но сосудистые стенки также подверглись повреждению и пропускают жидкость через эндотелиальную выстилку. В течение первых 24-28 часов после ожоговой травмы, поток крови замедляется из-за агрегации тромбоцитов и эритроцитов, скопления их на стенке сосуда, препятствуя току крови. Со временем поток крови прекращается, что приводит к тромбозу и ишемии, а затем и гибели тканей (Орлов А.Н., 1973; Кузин М.И., Сологуб В.К., Юденич В.В., 1982; Вихриев Б.С., Бурмистров В.М., 1986; Кузин М.И., Шимкевич Л.Л., 1990; Медицина катастроф, 1996; Парамонов Б.А., Порембский Я.О., Яблонский В.Г., 2000); 3. Зона гиперемии - это крайняя зона ожога, на которой меньше всего сказалось действие высокой температуры. Клетки и сосуды имеют незначительное обратимое повреждение. Микроциркуляция в этих зонах эффективная, и показывает увеличенный кровоток, как результат местных рефлексов и медиаторов воспаления, образующихся при ожоге (Орлов А.Н., 1973; Кузин М.И., Сологуб В.К., Юденич В.В., 1982; Вихриев Б.С., Бурмистров В.М., 1986; Кузин М.И., Шимкевич Л.Л., 1990; Медицина катастроф, 1996; Парамонов Б.А., Порембский Я.О., Яблонский В.Г., 2000). Таким образом, термическое повреждение тканей выливается в классическую воспалительную реакцию, которая является причиной всех микроциркуляторных изменений, наблюдаемых в ожоговой ране. Особенно масштабные воспалительные процессы развиваются после обширных термических ожогов. Воспаление развивается на территории гистиона и складывается из тесно связанных между собой и последовательно развивающихся фаз: 1) альтерация; 2) экссудация; 3) пролиферация гематогенных и гистиогенных клеток и, реже, паренхимы органов (эпителия) (Орлов А.Н., 1973; Вихриев Б.С., Бурмистров В.М., 1986; Кузин М.И., Шимкевич Л.Л., 1990; Парамонов Б.А., Порембский Я.О., Яблонский В.Г., 2000). Альтерация - повреждение ткани, определяет начальную фазу воспаления, при которой происходит образование и выброс биологически активных веществ (медиаторов), являющихся пусковым механизмом воспаления (Орлов А.Н., 1973; Вихриев Б.С., Бурмистров В.М., 1986; Кузин М.И., Шимкевич Л.Л., 1990; Парамонов Б.А., Порембский Я.О., Яблонский В.Г., 2000).
Характеристика и свойства природных цеолитов
Природные минеральные сорбенты издавна использовались как лекарственные препараты. В то же время среди животных и людей известно такое явление, как литофагия, или камнеедение. По меньшей мере четверть населения планеты - реальные литофаги и во многих районах мира, где камнеедение особенно широко распространено! ныне открыты месторождения минерального сырья, обладающего сорбционными и ионообменными свойствами (Бгатов В.И., 1997). Предполагается, что животные и человек инстинктивно используют данные свойства природных минералов для очищения организма от токсинов и поддержания определенного уровня минерального гомеостаза (Паничев A.M., Амелин С.Н., Бутенко Т.Ю., 1990; Бгатов В.И., Ван А.В., Мотовилов К.Я., 1990). Несмотря на общие физико-химические свойства, цеолиты разных месторождений значительно различаются минеральным и химическим составом, могут содержать опасные для здоровья человека элементы (Fenoglio I. et al,, 2000). Механизм действия цеолитов различных месторождений изучен недостаточно, необходимы дальнейшие исследования по определению оптимальных доз и способов применения, оценке безвредности их использования (Harvey R.B. et al., 1993). Цеолиты, в соответствии с классификацией минералов, относятся к водным каркасным алюмосиликатам. Обобщенную эмпирическую формулу минералов группы цеолитов можно записать в следующем виде: M KAUbMSiCyyJzIbO, где М - катион с валентностью n; z - число молекул воды; отношение х/у - имеет различные значения и обычно находится в переделах от 1 до 5. (Тарасевич Ю.Я.,1989). Общая численность представителей группы природных цеолитов приближается уже к 50, кроме того, синтезировано около сотни искусственных модификаций (Тарасевич Ю.Я.,1989). По структуре и химическому составу цеолиты близки к полевым шпатам, но обладают более рыхлым строением кристаллической решетки. Благодаря этой специфической структуре все цеолиты качественно отличаются от остальных представителей мира минералов своей ярко выраженной способностью к обратимому катионному обмену, причем обмен этот происходит без изменения параметров кристаллической решетки. Размеры сообщающихся между собой полостей в жестком каркасе цеолитов, состоящих из алюмо- и кремнекислородных тетраэдров соединенных общими атомами кислорода, колеблются приблизительно от 2,2 до 7,5 ангстрем.
Совокупная внутренняя поверхность полостей в цеолитах превышает внешнюю поверхность минералов в десятки и сотни тысяч раз. В обычном состоянии все это внутреннее пространство заполнено молекулами воды и различными катионами, среди которых преобладают одно- и двухвалентные, чаще всего, Na, К, Са, Mg, Sr и Ва. Благодаря наличию в цеолитных полостях относительно больших объемов свободной воды (занимающей до 1/3 объема кристаллов), цеолиты при нагревании вспучиваются («вскипают»). Эта особенность определила их название (с греч.: «цео» - кипеть, «литое» - камень) (Паничев А.М., 1998). Первый представитель семейства цеолитов, стильбит, был открыт в 1756 г. шведским ученым А. Кронстедтом. Однако детальное исследование этой минеральной группы было начато не более полусотни лет назад. Резкий всплеск интереса науки к природным цеолитам произошел лишь в пятидесятые годы прошлого века, в период открытия первых крупных месторождений цеолитизированных вулканических туфов на японских островах, а также на территории США и Европы. Вслед за этими открытиями последовали десятки подобных на всех континентах. В результате этих открытий был установлен тот факт, что минералы семейства цеолитов, считавшиеся до этого относительно редкими, на самом деле оказались довольно распространенными. Некоторые их разновидности (в их числе филлипсит, шабазит, клиноптилолит и морденит) оказались и вовсе типичными породообразующими минералами, сопоставимыми по распространенности с минералами кремнезема, полевыми шпатами и слюдами (БгатовВ.И., 1997). Жесткий кристаллический каркас клиноптилолита, как уже было сказано ранее, состоит из алюминий- и кремнекислородных тетраэдров, объединенных общим атомом кислорода и образующих 4-й 5-й членные кольца. Замещение в кристаллическом каркасе части кремния на алюминий приводит к появлению избыточного отрицательного заряда, который нейтрализуют катионы, находящиеся во внутрикристаллических полостях структуры. Молекулы воды в цеолитных каналах координируются с катионами. Именно эту воду минерал способен отдавать при нагревании, не изменяя своей структуры. Цеолиты -единственное семейство в мире минералов, структура которых не изменяется при удалении даже 100% воды. Катионы, координированные с водой, остаются в структуре цеолита за счет связей с алюминий-кремнекислородным каркасом. Осушенные цеолиты после охлаждения быстро поглощают воду даже из воздуха. Количество поглощенной воды в цеолите сильно зависит от его катионной формы (от состава поглощенных катионов) (Тарасевич Ю.Я.Д989). В отличие от других сорбентов, цеолиты, как уже отмечалось выше, имеют строго калиброванный размер внутренних полостей или пор. Поры клиноптилолита имеют эффективный кинетический диаметр 3,5 ангстрема (Брек Д., 1976). Это означает, что в них могут проникать лишь относительно небольшие молекулы. Максимальной по размеру сорбируемой молекулой является молекула кислорода (ее э.к.д.- 3,46 ангстрем). Все молекулы эффективный кинетический диаметр которых меньше чем у кислорода способны поглощаться клиноптилолитом, остальные не могут попасть внутрь кристалла несмотря на то, что реальный размер его внутренних пор явно больше (4,4 х 7,2 ангстрема). Эта странность обусловлена тем, что между сорбируемой молекулой при ее сближении с атомами в каркасе цеолита начинают действовать силы взаимоотталкивания. Отсюда понятно, почему крупные органические молекулы, в том числе биологически ценные вещества белковой природы, не могут входить в структуру клиноптилолита. Не менее важным свойством цеолитов наряду со способностью к поглощению катионов и молекул, является способность к катионному обмену, который происходит за счет диффузии и рекомбинации ионов в порах кристаллов. Все катионы, расположенные во внутрикристаллических полостях могут участвовать в обменных реакциях, скорость и направленность которых зависит от разных факторов: от природы катиона, его заряда и концентрации в растворе, от температуры, наконец, от структуры самого цеолита. По сравнению с другими цеолитами клиноптилолит высоко селективен по отношению к ионам аммония, цезия, свинца, а также - крупным катионам щелочных, щелочноземельных и цветных металлов. По сравнению с другими цеолитами он обладает наиболее высокими скоростями обменных реакций (Бгатов В.И., 1993; Паничев A.M., 1998). Экспериментально установленный ряд селективности для клиноптпилолита (Челищев Н.Ф., Володин В.Ф., Крюков В.Л., 1988) выглядит следующим образом: Cs Rb K NH4 Pb Ag Ba Na Sr Ca Li Cd Cu Zn. Данный ряд означает, что при попадании клиноптилолита в электролитные растворы, будь то природные или искусственные, минерал наиболее активно будет поглощать ионы цезия, наименее активно - ионы цинка.
Из представленного ряда видно также, что при попадании минерала в пищеварительный тракт свинец будет сорбироваться интенсивнее, нежели кальций и натрий, и уж тем более, нежели медь, цинк и другие микроэлементы. Важно отметить еще одно свойство цеолитов, в том числе, клиноптилолита, - это способность к катализу ряда химических и биохимических реакций. Замечено, что наиболее активные каталитические свойства цеолиты обнаруживают в том случае, если в составе поглощенных катионов преобладают ионы водорода, а также поливалентные катионы редкоземельных элементов, такие, как La, Се и др. Несколько слов следует сказать о морфологии кристаллов клиноптилолита и степени их твердости, поскольку эти качества также имеют немаловажное значение при их использовании в медицине. Кристаллы клиноптилолита пластинчатые, при дроблении их агломераты образуют овальные кусочки, которые не способны травмировать слизистые оболочки пищеварительного тракта. Твердость клиноптилолита относительно не велика - до 3,5 по шкале Мооса. Максимум твердости по этой шкале -10 (у алмаза), у человеческого ногтя -2,5. Решетка клиноптилолита устойчива к температуре (до 700С), а также - к действию относительно концентрированных растворов кислот и щелочей (Паничев A.M., Амелин С.Н.7 Бутенко Т.Ю., 1990). Многими исследованиями выявлена эффективность применения в рационе добавок цеолитов различных месторождений, положительное влияние их на перевариваемость и обмен веществ, повышение молочной и мясной продуктивности скота и улучшение здоровья животных (Шадрин А.М. и др., 1990; Нетреба Г.К., Терещенко Т.М., Одинцова В.И., 1993; Pond W.G., 1985). При использовании в рационе животных цеолита в дозе 1% от сухого вещества, увеличивался привес животных и снижалось количество используемых кормов (Калюжнов В.Т., Злобина И.Е., Никулина П.Г., 1988).
Исследование структурны печени через 3-е суток после термического ожога кожи
Через 3-е суток после термического ожога кожи в печени всех исследуемых животных сохранялись дистрофические изменения межзональных гепатоцитов в виде вакуолизации цитоплазмы и отека клеток. Наблюдали инфильтрации клеток крови вдоль триад, стаз эритроцитов в центральных венах и синусоидах, при этом синусоиды печени были значительно расширены. В печени животных, не получавших лечения и получавших аппликации мази «Олазоль» отмечали значительные по размерам области некрозов гепатоцитов. Зоны некрозов затрагивали клетки в направлении от перипортальных к центролобулярным зонам. У не леченных животных объемная плотность зон некроза гепатоцитов составляла 10% от исследованного объема ткани, а у животных, получавших аппликации мази «Олазоль» - 15%. Была выявлена, гетерогенность структуры печени в пределах дольки и отдельных печеночных долек. Некрозы отмечали не в каждой печеночной дольке. В пределах печеночной дольки различалась структура пери синусоидальных пространств. В условиях коррекции лимфатического дренажа ожоговой раны использованием цёолитовых контейнеров, отмечали некротические изменения лишь отдельных гепатоцитов (рис. 8Б). Морфометрический анализ полутонких срезов печени выявил, что через 3-е суток после термического ожога кожи, объемные плотности цитоплазмы гепатоцитов у животных опытных групп снизились, по сравнению с уровнем в контроле. У животных, не получавших лечения, данный показатель уменьшался на 10%, у животных, получавших аппликации мази - на 13%. У животных, которым накладывались на область ожога цеолитовые контейнеры этот показатель достоверно не отличался от значения в контроле (табл. 6). Объемные плотности ядер значительно не изменялись. Объемная плотность синусоидальных пространств в большей степени увеличивалась, хотя и недостоверно, у животных, не получавших лечения и у животных, которым на раневую поверхность наносили мазь «Олазоль». При этом имела место тенденция к возрастанию численной плотности синусоидальных клеток (табл. 6). Отмечали тенденцию к увеличению, у этих животных, численной плотности гепатоцитов, снижению диаметра ядер гепатоцитов. Объем цитоплазмы гепатоцитов снижался у животных, не получавших лечения на 44%, а у животных, получавшим аппликации мази «Олазоль» - на 21%.
При этом имела место тенденция к возрастанию количества двуядерных гепатоцитов (табл. 6). і У животных, получавших аппликации цеолитовых контейнеров, отмечали возрастание объемов гепатоцитов на 17%, при этом объем ядер увеличивался на 40% (табл.6). Ультраструктура гепатоцитов через 3-е суток после термического ожога кожи При изучении ультраструктурной организации гепатоцитов через 3-е суток после термического ожога кожи было показано, что объемная плотность гранулярного эндоплазматического ретикулума меньше контрольного уровня у животных, не получавших лечения, на 14%, при подавлении лимфатического дренажа - на 20%, у животных, получавших цеолитовые контейнеры - на 18% (табл. 7). Поверхностная плотность гранулярного эндоплазматического ретикулума снижалась на 44, 56 и 41%, соответственно. Численная плотность прикрепленных рибосом уменьшалась на 49 и 54% у не леченных животных и у животных, получавших аппликации мази «Олазоль». У животных, которым наносили на раневую поверхность цеолитовые контейнеры, этот показатель снижался на 47% (табл. 7). У всех животных в гепатоцитах уменьшалась объемная плотность митохондрий на 13, 11, и 7%, соответственно. Поверхностные плотности наружной мембраны митохондрий уменьшались на 38, 44 и 25%. Поверхностные плотности внутренней мембраны митохондрий были меньше контрольного значения на 53% у животных, не получавших лечения, на 58% - у животных, получавших аппликации мази и на 53% - у животных, получавших цеолитовые контейнеры (табл. 7). В данных органоидах практически отсутствовали кристы (рис. 9). Снижались объемные плотности пероксисом. В клетках отмечали значительное снижение содержания гликогена (рис. 10). Объемная плотность гликогена в гепатоцитах животных первой опытной группы составляла 21% от уровня в контроле, у животных второй опытной группы 19%, у получавших цеолитовые контейнеры - 33% (табл. 7). Увеличивалась объемная плотность липидных включений (табл. 7). У животных всех исследуемых групп в гепатоцитах повышались объемные плотности вторичных лизосом (табл.7). Пространства Диссе были значительно расширены (рис. 9, 10, 11). Отмечали некротические изменения гепатоцитов (рис. 12). В пространствах Диссе и просветах синусоидальных капилляров печени животных, получавших после ожога аппликации мази «Олазоль», отмечали наличие электронно-плотного содержимого. У этих животных в синусоидах печени более часто отмечали наличие макрофагов. Структура синусоидальных капилляров печени животных, через 3-е суток после термического ожога кожи Через 3-е суток после термического ожога кожи, у животных, не получавших лечения, в эндотелиоцитах синусоидальных капилляров имела место тенденция к снижению объемной плотности мембран гранулярного эндоплазматического ретикулума. Объемная плотность митохондрий уменьшалась на 40%. Объемная плотность микропиноцитозных везикул снижалась на 56%. Изменялось соотношение базальных и люминальных микропиноцитозных везикул (табл. 4). Снижалась объемная плотность везикул, связанных с базальной поверхностью эндотелиоцитов. Отмечали тенденцию к возрастанию объемной плотности лизосом. Уменьшалась численная плотность прикрепленных и свободных полисомальных рибосом на 67 и 78%, соответственно (табл. 8). Отмечали некроз и фрагментацию клеток эндотелиоцитов (рис. 9 А). В условиях применения аппликаций мази «Олазоль» на ожоговую поверхность кожи, в эндотелиоцитах синусоидальных капилляров печени снижались объемная плотность мембран гранулярного эндоплазматического ретикулума на 47% и объемная плотность митохондрий - на 46% (табл. 8). Объемная плотность микропиноцитозных везикул снижалась на 64%. Отмечали тенденцию к возрастанию объемной плотности лизосом. Уменьшались численные плотности прикрепленных и свободных полисомальных рибосом на 78 и 77%, соответственно. Встречали синусоиды, в которых отсутствовала эндотелиальная выстилка, либо она имела фрагментированный вид (рис. 10, 12). В пространствах Диссе наблюдали клеточный детрит и эритроциты (рис. 10, 12). В условиях коррекции лимфатического дренажа ожоговой раны кожи, в эндотелиоцитах синусоидальных капилляров печени отмечали тенденцию к снижению объемных плотностей гранулярного эндоплазматического ретикулума и митохондрий. Объемная плотность микропиноцитозных везикул снижалась на 34%.
Отмечали тенденцию к возрастанию объемной плотности лизосом. Уменьшалась численная плотность прикрепленных и свободных полисомальных рибосом на 57 и 58%, соответственно. Встречали синусоиды, в которых эндотелиальная выстилка была истончена или имела фрагментированный вид (рис. 11 А). Структура лимфатических капилляров печени животных через 3-е суток после термического ожога кожи Через 3-е суток после термического ожога кожи, у животных, не получавших лечения, в эндотелиоцитах лимфатических капилляров имела место тенденция к снижению объемных плотностей гранулярного эндоплазматического ретикулума и митохондрий. Объемная плотность микропиноцитозных везикул снижалась на 44%. Изменялось соотношение базальных и люминальных микропиноцитозных везикул (табл. 9).Возрастала объемная плотность везикул, связанных с базальной поверхностью эндотелиоцитов. Повышалась на 73%» объемная плотность лизосом. Уменьшалась численная плотность прикрепленных и свободных полисомальных рибосом на 44 и 45%, соответственно (табл. 9, рис. 9). Отмечали вакуолизацию и фрагментацию цитоплазмы эндотелиоцитов (рис. 9, 13А). В условиях применения аппликаций мази «Олазоль» на ожоговую поверхность кожи, в эндотелиоцитах лимфатических капилляров печени так же, как и в предыдущей группе, имела место тенденция к снижению объемной плотности митохондрий. В то же время объемная плотность мембран гранулярного эндоплазматического ретикулума уменьшалась на 52%, а объемная плотность микропиноцитозных везикул - на 48%. Отмечали возрастание в 2 раза объемной плотности лизосом. Уменьшались численные плотности прикрепленных и свободных полисомальных рибосом на 48 и 70%, соответственно (табл. 9). В структуре эндотелиоцитов лимфатических капилляров отмечали вакуолизацию и фрагментацию цитоплазмы (рис, 10, 13А). В условиях применения аппликаций цеолитовых контейнеров на ожоговую поверхность кожи, в эндотелиоцитах лимфатических капилляров печени было выявлено, что объемные плотности гранулярного эндоплазматического ретикулума, митохондрий, лизосом и микропиноцитозных везикул значительно не отличались от уровня в контроле. Имела место тенденция к снижению численных плотностей прикрепленных и свободных полисомальных рибосом
Исследование структурны печени через 40 суток после термического ожога кожи
На 40-е сутки после термического ожога кожи в печени животных, не получавших лечения и получавших после ожога аппликации мази «Олазоль» наблюдали отдельные гепатоциты с дистрофическими изменения цитоплазмы в виде вакуолизации и накопления липидов (рис. 25). У животных, получавших аппликации цеолитовых контейнеров, структура печени практически восстанавливалась, однако в области портальных трактов отмечали участки с развитием соединительной ткани. Морфометрический анализ полутонких срезов печени выявил, что через 40 суток после термического ожога кожи, объемные плотности цитоплазмы гепатоцитов животных, не получавших лечения и получавших мазевое лечение, были ниже значений в контроле на 11 и 9%, соответственно (табл. 22). У животных, получавших лечение с использованием цеолитовых контейнеров, этот показатель был меньше контрольного значения на 14%. Объемная плотность ядер гепатоцитов была выше на 50% у не леченых животных. Объемная плотность синусоидальных пространств сохранялась повышенной в 2 раза у животных, которым на раневую поверхность наносили цеолитовые контейнеры (табл. 22). Диаметры ядер гепатоцитов и объемы цитоплазмы гепатоцитов имели меньшие значения, по сравнению с контролем, у животных, не получавших лечения на 22% и 55%, соответственно, у животных, получавших аппликации мази «Олазоль» - на 18 и 39%. У животных, получавших аппликации цеолитовых контейнеров, сниженным на 25% был объем цитоплазмы гепатоцитов (табл. 22). Ультраструктурная организация гепатоцитов через 40 суток после термического ожога кожи При изучении ультраструктурной организации гепатоцитов через 40 суток после термического ожога кожи было показано, что поверхностная плотность мембран гранулярного эндоплазматического ретикулума была ниже контрольного уровня у животных, получавших аппликации мази «Олазоль», на 26% (табл.23). У всех исследованных животных достоверно выше были значения объемной плотности липидных включений (табл. 23). Содержание других цитоплазматических включений и органоидов достоверно не отличалось от уровня в контроле (табл. 23, рис. 26-27).
Следует отметить развитие электронно-плотных десмосомальных контактов большой протяженности при спонтанном заживлении ожоговой раны и при подавлении лимфатического дренажа ожоговой раны (рис. 26). Структура синусоидальных капилляров печени животных через 40 суток после термического ожога кожи Через 40 суток после термического ожога кожи у исследованных животных не отмечали достоверных отличий в структуре эндотелиоцитов синусоидальных капилляров, по сравнению с интактными животными (табл. 24, рис. 27Б). Однако, в пространствах Диссе не леченных и получавших аппликации мази «Олазоль» животных, продолжали обнаруживать пучки коллагеновых волокон (рис. 27Б). Структура лимфатических капилляров печени животных через 40 суток после термического ожога кожи Через 40 суток после термического ожога кожи у исследованных животных не отмечали достоверных отличий в структуре эндотелиоцитов лимфатических капилляров, по сравнению с интактными животными (табл. 25, рис. 26). Структура эндотелия, выстилающего крупные сосуды, не отличалась от таковой у животных контрольной группы (рис. 28). ЗАКЛЮЧЕНИЕ Таким образом, через 40 суток после термического ожога кожи, в паренхиме печени животных спонтанным заживлением ожоговой раны и подавлением лимфатического дренажа ожоговой раны, сохранялись дистрофические и некротические изменения отдельных гепатоцитов. Структура печени при коррекции лимфатического дренажа ожоговой раны полностью восстанавливалась. На этот срок исследования восстанавливался лимфатический дренаж печени у всех животных. На 60-е сутки после термического ожога кожи в печени исследованных животных, особенно при спонтанном заживлении ожоговой раны и подавлении лимфатического дренажа ожоговой раны, наблюдали структурную гетерогенность гепатоцитов, различающихся по окраске цитоплазмы. По этому признаку выделяли темные и светлые гепатоциты. Морфометрический анализ полутонких срезов печени выявил снижение на 12% численной плотности гепатоцитов у животных, получавших после ожога цеолитовые контейнеры (табл. 26). У этих животных на 28% возросло значение объема цитоплазмы гепатоцитов. В то время, как у животных, не получавших лечения и получавших мазевые аппликации, объемы цитоплазмы гепатоцитов снизились на 36 и 31%, соответственно (табл. 26). Остальные изученные показатели состояния структуры печени достоверно не отличались от значений в контроле (табл. 26). Ультраструктурная организация гепатоцитов через 60 суток после термического ожога кожи При изучении ультраструктурной организации гепатоцитов через 60 суток после термического ожога кожи было показано, что у всех исследованных животных достоверно выше были значения объемной плотности липидных включений (табл. 27). Возрастали объемные плотности митохондрий. У животных, не получавших лечения, объемная плотность митохондрий была выше значения в контроле на 18%. У животных, получавших аппликации мази - на 12% (табл. 27). Содержание других цитоплазматических включений и органоидов достоверно не отличалось от уровня в контроле (табл. 27, рис. 29А, 30). В то же время у животных, не получавших лечения и животных, с аппликациями мази «Олазоль» выявляли клетки с различной плотностью цитоплазмы - «темные» и «светлые» клетки (рис. 30), Эти клетки отличались не только электронной плотностью цитоплазмы, но и концентрацией цитоплазматических органоидов.
В светлых клетках наблюдали меньшее содержание мембран гранулярного эндоплазматического ретикулума и прикрепленных рибосом, преобладающими были мембраны гладкого эндоплазматического ретикулума. Они содержали меньшее количество гликогена, митохондрии имели менее выраженную внутреннюю мембрану (рис. 30). Темные клетки отличались большей насыщенностью цитоплазмы органоидами и гликогеном (рис. 30). Структура синусоидальных капилляров печени животных через 60 суток после термического ожога кожи Через 60 суток после термического ожога кожи, при подавлении лимфатического дренажа ожоговой раны, отмечали более низкое значение объемной плотности микропиноцитозных везикул, составляющее 74% от уровня в контроле (табл. 28). Не отмечали достоверных отличий в содержании других органоидов эндотелиоцитов синусоидальных капилляров, по сравнению с интактными животными (табл. 28, рис, 29Б, 31). Структура лимфатических капилляров печени животных через 60 суток после термического ожога кожи Через 60 суток после термического ожога кожи у исследованных животных не отмечали достоверных отличий в структуре эндотелиоцитов лимфатических капилляров, по сравнению с интактными животными (табл. 29, рис. 31). ЗАКЛЮЧЕНИЕ Таким образом, через 60 суток после термического ожога кожи восстанавливалась паренхима печени и ее лимфатический дренаж, у животных, со спонтанным заживлением ожоговой раны и при подавлении лимфатического дренажа ожоговой раны использованием мази «Олазоль». Однако сохранялась ультраструктурная гетерогенность гепатоцитов, среди которых выявляли «светлые» и «темные» клетки», различающиеся по насыщенности цитоплазмы органоидами. У животных, с коррекцией лимфатического дренажа ожоговой раны использованием аппликаций цеолитовых контейнеров структура печени не отличалась от печени интактных животных.
