Авг 21

О применении некоторых биохимических и гистохимических проб для выявления скрытых эффектов повреждающего действия ударных перегрузок

Е. Е. Симонов, В. Г. Петрухин

Оценка действия ударных перегрузок на организм, особенно предельно переносимых величин, затруднена по многим причинам. Одной из них является отсутствие четких критериев, с помощью которых можно было бы судить об интенсивности воздействия. Исходя из особенностей действия ударных перегрузок, оказывающих общее и местное повреждающее влияние на организм, необходимо было найти такие показатели, изменения которых свидетельствовали бы о наличии повреждений при отсутствии видимых травм органов. К последним могут быть отнесены различные биохимические пробы, позволяющие характеризовать функциональное состояние отдельных органов даже при незначительном их поражении. К сожалению, до сих пор еще не ясно, какие конкретные показатели следует использовать для этих целей, так как неизвестно, какие парциальные функции органов будут нарушаться наиболее заметным образом.

Цель настоящей работы – оценка биохимических и гистохимических проб для установления степени поражения внешне неповрежденного органа, в частности печени, после воздействия предельно переносимых перегрузок приземления.

Эксперименты проводились на 184 белых крысах-самцах весом от 150 до 300 г, из которых 40 служили биологическим контролем, а остальные были почти поровну разделены на две опытные группы и подвергались воздействию ударных перегрузок приземления на специальном стенде, ранее подробно описанном Г. П. Миролюбовым (1966); Е. Е. Симоновым и В. А. Корженьянцем (1968).

Животных 1-й группы подвергали воздействию ударных перегрузок при скорости снижения 3 м/сек и величине перегрузки 410 ± 50 ед, 2-й группы – при скорости снижения 10 м/сек и перегрузке 465 ± 50 ед. Перегрузки действовали в направлении спина–грудь.

Все исследования проводились в одни и те же сроки: через 4; 24; 48; 72 и 120 ч после воздействия перегрузок. Полученные данные сравнивались с результатами исследований, проведенных до начала опыта (в исходном состоянии), либо с результатами исследований животных контрольной группы. О характере действия перегрузок судили по тяжести повреждений внутренних органов (мозг, легкие, печень, почки и т. д.), устанавливаемых на вскрытии и при последующем микроскопическом исследовании тканей.

Умерщвляли животных декапитацией или парами эфира (для гистологического и гистохимического исследований). Вытекающую после декапитации кровь собирали, а выделившуюся при ретракции кровяного сгустка сыворотку использовали для определения активности ферментов: аспарагиновой (ГАсТ) и аланиновой (ГАлТ) аминотрансфераз, алдолазы (АЛД), лактатдегидрогеназы (ЛДГ) и неспецифической холинэстеразы (НХЭ). Кроме того, в каждой подопытной группе за 10 крысами велось динамическое наблюдение: определялось содержание холестерина, мочевины и креатинина в крови. Кровь для этих целей получали из кончика хвоста.

Активность ферментов исследовали с помощью общепринятых методик: Умбрайта в модификации Пасхиной (ГАсТ и ГАлТ), Товарницкого и Волуйской (АЛД), Кэбоут и Броблевского (ЛДГ), Молэндэр с соавт. (НХЭ). Холестерин, мочевину и креатинин определяли с помощью комплексного микрохимического анализа (Т. А. Орлова, И. С. Балаховский, 1968; О. А. Вировец и др., 1968).

Для проведения гистологических и гистохимических исследований применяли методику комбинированных блоков (В. Г. Петрухин, Н. А. Гайдамакин). В работе использовали следующие методы: окраска гематоксилином и эозином – по Нисслю (мозг); реакции на гликоген – по Шабадашу; сукцинатдегидрогеназу (СДГ) – по Нахласу и Зелигману; α –глицерофосфатдегидрогеназу (ГФДГ), НАД – диафоразу, щелочную фосфатазу (ЩФ) – по Гомори; моноаминооксидазу (МАО) – по Глиннеру; рибонуклеиновую кислоту (РНК) – по Браше; содержание липидов (шарлах красный).

При макро- и микроскопическом исследовании тканей подопытных животных у крыс 1-й группы патоморфологических изменений внутренних органов не выявлено, тогда как у крыс 2-й группы они обнаруживались без затруднений. У большинства животных повреждения локализовались главным образом в легких, что типично для повреждающего действия перегрузок приземления (Г. П. Миролюбов, 1966; Лали, Паолучи, 1966). Как правило, это были небольшие кровоизлияния (в диаметре от 1 до 3–8 мм), на месте которых часто развивались пневмонии. В печени кровоизлияния (у 2 крыс) имели аналогичные размеры. В нервных клетках головного мозга отмечались хроматолитические изменения.

Преимущественная локализация повреждений в легких, их характер и величина свидетельствовали о том, что в данном случае были несколько превышены пределы устойчивости организма к воздействию ударных перегрузок. Однако общее состояние и поведение животных после опыта, а также отсутствие летальных исходов позволяли отнести отмеченные повреждения к категории легких травм. На этом основании крыс 2-й группы можно было рассматривать как адекватную биологическую модель для оценки значимости избранных гистохимических и биохимических тестов для выявления скрытых эффектов повреждающего (патологического) действия ударных перегрузок.

С этой целью были проведены гистохимические исследования печени (рис. 15, 16, 17, 18).

Рис. 15. Активность моноаминоксидазы в печени крыс через сутки после воздействия:

БК – биологический контроль;

1 – без изменения после действия неповреждающей перегрузки (первая группа);

2 – увеличение активности после действия повреждающей перегрузки (вторая группа);

метод комбинированных блоков, Гленнер, ув. лупа.

Рис. 16. Активность щелочной фосфатазы в печени крыс в различные сроки после воздействия повреждающей ударной перегрузки (вторая группа):

БК – биологический контроль;

а – резкое увеличение активности фермента через 4 ч;

б – через одни сутки после опыта;

в – через 3 суток после опыта;

метод комбинированных блоков, Гомори, ув. лупа.

Рис. 17. Содержание гликогена в печени крыс в различные сроки после воздействия неповреждающей ударной перегрузки (первая группа):

БК – биологический контроль;

а – уменьшение содержания гликогена через 4 ч;

в – уменьшение содержания гликогена через 3 суток;

б – почти полное восстановление через одни сутки после опыта;

г – почти полное восстановление через 5 суток после опыта;

метод комбинированных блоков, Шабадаш, ув. лупа.

Исследования показали, что у животных 1-й группы развивались незначительные и быстро проходящие изменения: небольшое снижение гликогена в печеночных клетках, небольшое повышение активности ЩФ и появление мелких капелек жира в отдельных группах клеточных элементов. Концентрация РНК при этом не увеличивалась. Активность СДГ повышалась незначительно лишь к 3–5-м суткам после воздействия. Активность ГФДГ и МАО не изменялась совсем.

Рис. 18. Содержание гликогена в печени крыс в различные сроки после воздействия повреждающей ударной перегрузки (вторая группа):

БК – биологический контроль;

а – резкое уменьшение содержания гликогена через 4 ч;

б – частичное восстановление через одни сутки;

в – через 3 суток;

г – через 5 суток после опыта;

метод комбинированных блоков, Шабадаш, ув. лупа.

У крыс 2-й группы гистохимические изменения в печени были более выраженными и заключались в существенном и быстром (через 4–24 ч) повышении активности ЩФ, СДГ, МАО, РНК, в снижении активности ГФДГ, резком уменьшении содержания гликогена, особенно в клетках центральных отделов долек, в развитии жировой дистрофии к исходу третьих суток. Снижение активности НАД-диафоразы в обеих группах было одинаковым (и по направленности, и по величине).

Сопоставление данных гистологического и гистохимического анализов позволяет предположить, что у животных 1-й группы гистохимические изменения не связаны с патологическими структурными и функциональными нарушениями в печеночной ткани и являются, по-видимому, частными проявлениями общей защитной реакции, возникавшей у животных в процессе подготовки и проведения экспериментов (транспортировка, фиксация и заведомо индифферентное воздействие – падение с высоты порядка 0,5 м).

Гистохимические сдвиги в печени крыс 2-й группы, развивавшиеся вскоре после воздействия (падение с высоты 5 м) и носившие выраженный характер, очевидно, могли отражать какие-то скрытые, возможно, субмикроскопические нарушения в структуре и функции печеночных клеток.

В табл. 23 приведены результаты биохимических изменений в крови у крыс после воздействия.

Как видно из табл. 23, большинство определявшихся показателей у животных 1-й группы практически не изменялось. К их числу прежде всего могут быть отнесены холестерин, мочевина, креатинин, НХЭ, синтез которых осуществляется в печеночной ткани (Б. И. Збарский с соавт., 1964; Тодоров, 1961; М. Ф. Мережинский, 1959; Орловски, 1966). Отсутствие изменений со стороны этих показателей указывает, что нарушений соответствующих специализированных функций печени не имеется. Кратковременное и небольшое (на 15–30% по сравнению с контролем) повышение активности ГАсТ, ГАлТ, АЛД и ЛДГ в сыворотке крови, регистрируемое главным образом через 24 ч, а не сразу после воздействия, по-видимому, связано с возникновением общей защитной реакции, что полностью согласуется с данными гистологических, гистохимических и остальных биохимических исследований.

Иная картина биохимических сдвигов наблюдалась в крови у животных 2-й группы. В этом случае содержание холестерина и мочевины заметно уменьшалось у некоторых животных (в отдельные дни на 20–55% по сравнению с контролем), тогда как содержание креатинина, напротив, возрастало (на 30–200%). Более заметным было и увеличение активности сывороточных ферментов: ГАсТ, ГАлТ, АЛД, ЛДГ. Прирост их активности составлял 20–40% (в 1-й группе–15–30%). Однако наиболее существенным моментом был не столько количественный прирост активности, сколько его быстрое появление (через 4 ч) и более продолжительный период его наличия. Кроме того, у животных 2-й группы отмечалось и некоторое повышение активности НХЭ.

Рассматривая полученные данные с позиций современных представлений о биохимических проявлениях травмы (Л. С. Черкасова, 1957; М. Ф, Мережинский, 1959; М. Ф. Мережинский, Л. С. Черкасова, 1965),, нельзя не прийти к выводу о том, что все указанные выше изменения являются результатом метаболических нарушений в печени.

Таблица 23

Биохимические изменения в крови у крыс после воздействия ударных перегрузок приземления

Наименование показателя Условия опытов Средняя величина и пределы колебаний в исход

ном состоянии или в контроле

Средняя величина (в % к исходной) после воздействия через
скорость снижения, м/сек перегрузка, ед 4 ч 24 ч 48 ч 72 ч 120 ч
Холестерин, мг% 3 410±50 112 (10)

105-112

96 96 98 100 100
10 465 ±50 96 (10)

88-105

100 94 90 80 87
Мочевина, мг% 3 410±50 21 (10)

12-32

104 95 98 104 100
10 465 ±50 24 (10)

18-26

93 78 85 91 106
Креатинин, мг% 3 410±50 1,63 (10)

1,2-2,2

102 103 100 97 102
10 465±50 1,45 (10)

1,0-2,2

130 130 115 143 180
ГАсТ

M±m

3 410±50 215±7 (40) 107

(6)

116

(10)

95

(6)

10 465±50 120

(8)

135 (16) 107

(12)

ГАлТ

M±m

3 410±50 100±4 (40) 90

(6)

115

(10)

75

(6)

10 465±50 100

(8)

130

(16)

100

(12)

АЛД

M±m

3 410±50 630±30 (40) 100

(6)

133

(10)

127

(6)

10 465±50 127

(8)

127

(16)

110

(12)

ЛДГ

M±m

3 410±50 2900±300 (40) 66

(6)

124

(10)

96

(6)

10 465±50 66

(8)

140

(16)

96

(12)

НХЭ

M±m

3 410±50 0,56±0,01 (30′) 95

(6)

104

(10)

102

(6)

10 465±50 93

(8)

110

(16)

130

(12)

Примечание. Активность ферментов в контроле выражена в следующих единицах: активность ГАсТ, ГАлТ и ЛДГ – в мкг пировиноградной кислоты в 1 мл сыворотки; АЛД – в единицах оптической плотности X 100 X разведение сыворотки; НХЭ – в единицах рН (в круглых скобках – число животных).

Согласно материалам, приведенным в работах названных авторов, при травмах, особенно приводящих к значительным нарушениям целостности тканей (закрытые переломы со смещением отломков, открытые переломы костей нижних конечностей, обширные размозжения мышц и т. п.), в крови наблюдается повышение общего азота с количественным преобладанием азота мочевины над другими фракциями небелкового азота, что связывается с местным (в поврежденной области) и общим распадом белков. Это так называемая катаболическая фаза общей метаболической реакции организма на травму, свидетельствующая о хорошей адаптации его к повреждающему фактору. Вместе с тем, встречаются случаи, когда в крови пострадавших отмечается низкое содержание мочевины и высокое содержание других промежуточных и конечных продуктов азотистого обмена, что расценивается как плохой показатель состояния больного, свидетельствующий о глубоком нарушении белкового обмена, о чрезмерной интенсивности катаболических процессов и выраженной дисадаптации организма. Для подобных состояний является характерным, помимо дисрегуляции белкового обмена, нарушение дезаминирования синтезов мочевины и белков плазмы, гипохолестеринемия, нарушение углеводного обмена, кетонемия и т. д., указывающие на поражение отдельных специализированных функций печени. Важно отметить, что нарушение парциальных функций печени выявляется нередко и при черепно-мозговых травмах (сотрясение, ушиб головного мозга), что свидетельствует о вторичном характере функциональных расстройств (Г. П. Бургман с соавт., 1968; А. А. Леонтьева с соавт., 1959; Е. М.Боева, 1968).

Сопоставляя эти сведения с результатами определений динамики содержания холестерина, мочевины и креатинина в крови животных 2-й группы, нетрудно убедиться в их полной тождественности. Данное обстоятельство позволяет считать, что в рассматриваемом случае изменения в содержании холестерина и мочевины действительно являются отражением нарушения соответствующих парциальных функций печени: биосинтеза холестерина или его эстеров и биосинтеза мочевины. Повышение содержания креатинина, очевидно, следует расценивать как показатель интенсивности катаболической фазы общей обменной реакции при травме, характеризующейся преобладанием процессов распада белков над их синтезом; в свою очередь повышение активности ферментов в крови, отражающих биосинтетическую белковую функцию печени (М. Ф. Мережинский, Л. С. Черкасова, 1965; Гибински, 1966; Орловски, 1966), а также состояние клеточных мембран (Б. Ф. Коровкин, 1965; М. Д. Подильчак, 1967; А. А. Покровский с соавт., 1965, 1967; Р. Н. Шастин, 1964; Е. Шмидт, Ф. Г. Шмидт, 1967) – как индикатор нарушений в обмене белков, с одной стороны, и как индикатор степени повышенной проницаемости мембран и, следовательно, степени «утечки» ферментов из клеток, с другой. Поскольку все определявшиеся ферменты синтезируются и содержатся в значительных количествах в печени быстрый прирост их активности в сыворотке крови прежде всего свидетельствует о поражении именно этого органа.

Все изложенное выше заставляет изменить первоначальное суждение об интенсивности воздействия на животных 2-й группы. Коррективы, внесенные в ходе рассмотрения и последующего обсуждения результатов гистохимических и биохимических исследований, дают основание считать полученную ими травму более тяжелой, чем это казалось вначале.

Таким образом, материалы данной работы позволяют заключить, что отсутствие макро- и микроскопических изменений в органах и тканях не исключает развития скрытых, то есть недоступных даже обычным гистологическим методам, повреждений, выявление которых оказывается возможным с помощью гистохимических, и биохимических проб. На этом основании представляется возможным рекомендовать использованный комплекс гистохимических (определение гликогена, липидов, активности СДГ, ГФДГ, ЩФ, МАО и содержания РНК) и биохимических проб (определение холестерина, мочевины, креатинина, активности ГАсТ, ГАлТ, АЛД, ЛДГ, НХЭ) для применения в работах, связанных с оценкой степени влияния ударных перегрузок на организм.

Похожие статьи:

  1. Патоморфология ударных перегрузок В. Г. Петрухин, К: Б. Рыклин Закономерности развития структурных нарушений...
  2. Исследование некоторых критериев повреждающего (патологического) действия ударных перегрузок на организм С. А. Гозулов, В. А. Корженьянц, В. Г. Петрухин, К....
  3. Острые лейкоцитарные реакции при действии ударных перегрузок Варианты острых лейкоцитарных реакций при действии ударных перегрузок различной интенсивности...

автор admin \\ теги: , ,



Написать ответ

Вы должны войти чтобы комментировать.