Статья:

Морфологическое изменения в печени крыс при хроническом ингаляционном воздействии седиментированной пыли г. Аральск Кызылординской области

Конференция: XXI Международная научно-практическая конференция «Научный форум: медицина, биология и химия»

Секция: Патологическая анатомия

Выходные данные
Батырбекова Л.С. Морфологическое изменения в печени крыс при хроническом ингаляционном воздействии седиментированной пыли г. Аральск Кызылординской области / Л.С. Батырбекова, А.У. Аманбекова, Е.О. Полякова, А.А. Мельдебекова, Э.В. Итаева, Б.Д. Жапарқұл, Г.К. Рахимжанва // Научный форум: Медицина, биология и химия: сб. ст. по материалам XXI междунар. науч.-практ. конф. — № 3(21). — М., Изд. «МЦНО», 2019. — С. 25-36.
Конференция завершена
Мне нравится
на печатьскачать .pdfподелиться

Морфологическое изменения в печени крыс при хроническом ингаляционном воздействии седиментированной пыли г. Аральск Кызылординской области

Батырбекова Лазат Сарсенбаевна
ассистент Неакционерное общество «Медицинский университет Караганды», Казахстан, г. Караганда
Аманбекова Айгуль Укеновна
д-р. мед. наук, профессор, Неакционерное общество «Медицинский университет Караганды», Казахстан, г. Караганда
Полякова Елена Олеговна
ассистент Неакционерное общество «Медицинский университет Караганды», Казахстан, г. Караганда
Мельдебекова Айнур Амангельдыевна
ассистент Неакционерное общество «Медицинский университет Караганды», Казахстан, г. Караганда
Итаева Элина Васситовна
ассистент Неакционерное общество «Медицинский университет Караганды», Казахстан, г. Караганда
Жапарқұл Бибінұр Дәрменқызы
ассистент Неакционерное общество «Медицинский университет Караганды», Казахстан, г. Караганда
Рахимжанва Гульназ Кизатовна
ассистент Неакционерное общество «Медицинский университет Караганды», Казахстан, г. Караганда

 

Аннотация. При хроническом ингаляционном воздействии седиментированной пыли с территории г. Аральск Кызылординской области Республики Казахстан в нормативных значениях, содержащей соли тяжелых металлов, в печени крыс возникают нарушения крово­обращения, воспаление портального тракта и перипортальной области вплоть до фиброза.

 

Ключевые слова: печень; седиментированная пыль; г. Аральск; ингаляционное воздействие.

 

Актуальность. Загрязнение почвы, воздуха соединениями различных металлов является в настоящее время актуальной проблемой, особенно в регионе Приаралья Республики Казахстан, где концентрация металлов в седиментированной пыли высока [1-2]. Металлы относятся к наиболее распространенным загрязнителям почвы и воздуха, которые поражают людей. Степень тяжести воздействия негативного фактора при ингаляции, как известно, обычно зависит от концентрации вредного вещества и длительности контакта с ним. В результате чего токсические вещества накапливаются в печени [3].

Состав седиментированной пыли собранной на территории г. Аральск включает натрий – 92% на 100 грамм вещества, также обнаружены: Mg2+ – 5%; Ca2+ – 3% на 100 грамм вещества в водной вытяжке. Результат анализа седиментированной пыли территории г. Аральска атомно-абсорбционным методом показал превышение нормативных значений следующих элементов: Pb (в 46 раза превышает ПДК), Cu (в 6,5 раза превышает ПДК), Cd (в 1,7 раз превышает ПДК) [4].

Свинец среди многочисленного класса тяжелых металлов считается одними из наиболее токсичных [5]. Соединение свинца могут попадать в продовольственное сырье и пищевые продукты из почвы, воздуха. Довольно большое количество свинца получают курильщики, в том числе и пассивные. Определенное значение имеет и возможность прямого загрязнения в промышленных условиях. Известно, что на производствах, где используется свинец, характерно его воздействие на человека в виде аэрозолей, образующихся вследствие конденсации и окисления паров на воздухе. Около 35-60% свинца поступает через легкие, 5-10% – через желудочно-кишечный тракт. Таким образом, основным путем проникновения свинца в организм является ингаляционный.

Избыток меди в организме маловероятен при употреблении продуктов, богатых данным элементом. Наиболее вероятен он при вдыхании паров и соединений меди и медной пыли.

Повышение содержания в крови меди у взрослого населения Приаралья, связано с избыточным ее поступлением из окружающей среды (превышение меди 1,7 раза ПДК) [6]. Поступление через дыхательные пути малыми порциями приводить к накоплению меди в тканях печени и в крови. Избыток меди в органах и тканях приводит к их токсическому повреждению.

В мире известны такие заболевания, сопровождающиеся накопле­нием меди, как болезнь Вильсона Коновала.

Основными симптомами заболевания являются скованность движений, что обусловлено нарушением моторной функции организма при накоплении меди в головном мозге, печеночная недостаточность и цирроз печени, появление ободка медного цвета на радужке глаз [7]. УЗИ печени и селезенки: позволяют выявить увеличение печени и реже селезенки, признаки портальной гипертензии и цирроза печени. Морфологические изменения печени при болезни Вильсона не являются патогномоничными и включают в себя на ранних стадиях заболевания признаки жировой инфильтрации гепатоцитов (крупнокапельной и мелкокапельной), гликогеновой дегенерации ядер и фокальный гепато­целлюлярный некроз, а также преобладание минимальной и низкой степени активности воспалительного процесса, нередко в сочетании с выраженными фибротическими изменениями [8].

Отмечен неуклонный рост концентрации кадмия в сельско­хозяйственных почвах (на 0,2 % в год) и соответственно, в зерновых.

К группе риска относятся курильщики, у которых регистри­руемые уровни кадмия в крови в 4–5 раз выше (около 1,5 мкг/л), чем у некурящих.

Кроме того, у лиц с железодефицитными анемиями увеличивается поглощение данного элемента в желудочно-кишечном тракте [9]. Кадмий накапливается в печени, вызывая ее дисфункцию. Отмечается токсический эффект при поступлении кадмия в дозе выше 2 нг/мл. При концентрации кадмия в крови 0,001 мг/л изменяется уровень холестерина и триглицеридов в крови. Под влиянием 0,002 мг/л кадмия снижается белковый обмен. Среди показателей ферментной функции наиболее чувствительны АЛАТ, особенно на кадмий.

В последние годы актуальной становится задача снижения возможного токсического влияния малых доз кадмия, поступающего с пищей, на здоровье населения и идентификации групп высокого риска кумуляции данного химического элемента в организме. Установлено, что кадмий способствует развитию онкологических заболеваний населения, так как обладает канцерогенными свойствами, доказанными в многочисленных экспериментах [10].

Цель исследования: изучение морфологического состояния печени в норме и при хроническом ингаляционном воздействии седиментированной пыли с территории г. Аральска, содержащей свинец, медь и кадмий и натрия сульфат.

Материалы и методы исследования: Работа по изучению токсичности седиментированной пыли содержащей свинец, медь и кадмий носила экспериментальный характер и выполнена на 60 беспородных половозрелых самцах белых крыс массой 180-220 г.

Ингаляционная затравка проводилась в течение 4-х месяцев с целью создания хронического воздействия седиментированной пыли с территории г. Аральск. Запыление проводилось в специальной затравочной камере по методике Елевской Л.Т. в модификации Борисовой Л.Б. с соавторами [11-12]. Затравка проводилась в течение 4-х часов в день в камерах цилиндрической формы с внекамерным размещением животных в индивидуальных пеналах. Условия затравки животных и продолжительность ингаляционного воздействия соле-пылевого аэрозоля соответствовали ГОСТ-12.1.007-76.

Доза затравки рассчиталась согласно приказу Министра национальной экономики РК от 28.02. 2015г №168 «Об утверждении Гигиенических нормативов к атмосферному воздуху в городских и сельских населенных пунктах» и составила 0,15 мг/м3 [13].

Концентрация пыли в камере на протяжении эксперимента контролировалась с помощью аналитического измерителя по концентра­ции пыли «Прима-01». Морфологические исследования осуществлялись в лаборатории на кафедре патологической анатомии Карагандинского государственного медицинского университета (зав. кафедрой д.м.н., профессор Тусупбекова М.М.).

По истечении срока эксперимента крысы опытной и контрольной групп умертвлялись методом мгновенной декапитации. После завершения эксперимента забирался материал печени для гистологического исследования с целью проведения сравнительной морфологической характеристики между контрольными и опытными животными.

Контрольная группа животных (первая группа) представлена интактными крысами, содержащимися в условиях вивария с обычным рационом питания, вторая группа включала животных после хронической затравки крыс солевой пылью со дна Аральского моря в течение 4 месяцев; третью группа составили крысы после завершения хронической затравки через 60 дней для оценки последствий после получения дозы запыления [14].

Экспериментальный материал ткани печени для морфологи­ческого исследования фиксировался в 10% растворе нейтрального формалина, далее осуществлялась проводка по общеизвестной гистологи­ческой прописи и заливка в воск-парафин. В последующем, изго­товленные парафиновые срезы толщиной 4–5 микрон окрашивали гематоксилином и эозином для обзорного исследования, с целью оценки характера фибропластических процессов срезы окрашивали пикрофуксином по методу Ван-Гизон.

Изготовленные микропрепараты просматривали на специализи­рованном компьютеризованном комплексе фирмы «Leica microsystems» (Швеция) с микроскопом «Leica DM1000», специально предназначенного для изучения гистологических препаратов при 100, 200 и 400- кратных увеличениях с цветным микрофотографированием.

Результаты и их обсуждение: C целью оценки характера патоморфологических изменений печени в эксперименте после затравки животных мы использовали гистологические критерии степени актив­ности процесса, рекомендованные R.G. Knodel et al. (1981), включающие следующие морфологические признаки (таблица 1) [15].

1) наличие дистрофических изменений печени (гидропическая, жировая, баллонная дистрофии, ацидофильные тельца), степень и характер распространенности;

2) некрозы гепатоцитов с учетом распространенности процесса (перипортальные сегментарные некрозы гепатоцитов части портальных трактов; перипортальные сегментарные некрозы всех портальных трактов; перипортальные и перисинусоидальные, вплоть до мостовидных; внутридольковые фокальные некрозы в части долек; внутридольковые фокальные некрозы в большинстве долек);

3) характер воспалительной инфильтрации в зависимости от локализации (в портальных трактах, в перипортальной зоне, внутри долек, с формированием лимфоидных фолликулов);

Таблица 1.

Гистологические критерии оценки степени поражения печени

 

Гистоло­гические критерии

Характеристика морфологических признаков патологического процесса

Баллы

Передел оценки

Затравка седименти­рованной пылью

(60 дней)

Затравка седименти­рованной пылью (120 дней)

Дистрофия гепатоцитов

А. Гиалиново-капельная белковая дистрофия. Жировая дистрофия (слабая, умеренная, выраженная);

Б. Баллонная дистрофия и (или) ацидофильные тельца (слабая, умеренная, выраженная);

1-6

 

 

 

1-6

 

0

 

0

Некрозы

гепатоцитов

А. Перипортальные сегментар­ные некрозы гепатоцитов части портальных трактов;

Б. Перипортальные сегментар­ные некрозы всех портальных трактов;

В. Перипортальные и перисинусоидальные вплоть до мостовидных некрозов;

Г. Внутридольковые фокальные некрозы в части долек;

Д. Внутридольковые фокальные некрозы в большинстве долек;

1-4

 

 

5-8

 

 

9-12

 

 

1-4

 

 

5-8

 

0

 

Воспалительная инфильтрация

А. Портальных трактов (в зависимости от числа пораженных портальных трактов);

Б. Перипортальной зоны (слабый, умеренный, выраженный);

В. Внутри печеночных долек;

Г. Лимфоидные фолликулы в портальных трактах и (или) внутри долек (в зависимости от числа пораженных трактов и (или) долек.

1-3

 

 

 

2-6

 

 

1-3

1-6

0

3

 

 

 

5

 

 

4

Изменение синусоидов

А.Гиперплазии звездчатых ретикулоэндотелиоцитов и эндотелия;

Б. Наличие цепочек из лимфоцитов в синусоидах печени; (слабая, умеренная, выраженная)

1-3

 

 

1-3

0

0

Поражение желчных протоков

А. Деструкция желчных протоков;

Б. Пролиферация желчных протоков (слабая, умеренная, выраженная)

1-3

 

1-3

0

0

Фиброз пери­портальных зон

Умеренная

Выраженная

-

-

 

2

Полнокровие сосудов

Полнокровие центральной вены, сосудов перипортальных зон

1-2

5

5

Итого баллов

 

 

5

19

 

4) изменение синусоидов в виде гиперплазии звездчатых ретикулоэндотелиоцитов и эндотелия и (или) наличие цепочек из лимфоцитов в синусоидах печени;

5) поражение желчных протоков (холестаз, деструкция желчных протоков, их пролиферация в зависимости от степени выраженности).

Согласно бальной системе оценка гистологических критериев степени поражения структур печени проводилась следующим образом: слабая степень – в пределах 1-18 баллов; умеренная степень поражения – от 19 до 40 баллов и выраженная степень структурных изменений в ткани печени – более 41 балла. Изменение в пределах одной печеночной дольки каждый морфологический признак оценивали по 1 баллу.

В первой группе опыта, интактных животных результаты гистологи­ческого исследования ткани печени показали, что хорошо прослежи­вается общая архитектоника структуры печеночной ткани: печеночные дольки имеют балочно расположение гепатоцитов, ядра в них локализуются центрально, цитоплазма однородно розового цвета, гепатоциты равнозначны по размерам, трапецивидных форм, балочное строение четко очерчено во всех печеночных дольках. В синусоидах единичные ретикулоциты. В центре печеночной дольки располагается центральна вена. Перипортальные зоны разделены триадами печени и нежными соединительноткаными волокнами. Выявляются единичные лимфоциты в перипортальных трактах (рис. 1 а. б).

 

Рисунок 1 а. Интактная группа. Печень: структура печеночной дольки прослеживается хорошо, перипортальные зоны разделены триадами печени и нежными соединительноткаными волокнами. Окраска: гематоксилином и эозином. Ув. Х 100

 

Рисунок 1 б. Интактная группа. Печень: отмечается балочное строение гепатоцитов печеночной дольки. В синусоидах единичные ретикулоциты. Окраска: гематоксилином и эозином. Ув. Х 400

 

При бальной оценке налияие морфологических признаков составило 1-3 балла, что соответствует физиологическим параметрам и нормальной гистологической структуре компонентов ткани печени.

Во второй группе эксперимента, после хронической затравки крыс седиментированной пылью с территории г. Аральска в течение 60 дней, отмечено нарушени гистоструктуры ткани печени. При микро­скопическом исследовании отмечается умеренная дискомплексация печеночных балок, полнокровие и расширение центральных и пери­портальных вен, наиболее выраженные нарушения кровообращения отмечены в сосудах микроциркуляторного русла в виде множественных капилляростазов и сладжей. Кроме умеренной дискомплексации печеночных долек, происходило расширение и полнокровие синусоидов печени (рис. 2 а, б).

 

Рисунок 2. Эксперимент - ингалицяционная седиментированная затравка пыли с территории г. Аральск. Срок 120 дней. Печень – А, Б – фиброзирование перипотрального тракта, единичные лимфоциты, сближение печеночных долек, венозное полнокровие центральной вены. Окраска: гематоксилином и эозином. Ув. А - Х100; Б - Х 200

 

В материале печени животных в эксперименте путем ингалицяционной седиментированной затравкой пыли с территории г. Аральск при сроке 120 дней изменения гистоструктуры характе­ризовалась появлением фиброзирования в перипотральных трактах и инфилтрацией единичными лимфоцитами, отмечается сближение печеночных долек с их деформацией, выраженное полнокровие в центральной вене и сосудов перипортальных зон, местами сосуды варикозно расширены (рис. 3, 4, 5)

 

Рисунок 3. Эксперимент - ингалицяционная седиментированная затравка пыли с территории г. Аральск. Срок 120 дней. Печень – А, Б – сближение печеночных долек, фиброзирование перипотральной зоны, Окраска: гематоксилином и эозином. Ув. А - Х100; Б - Х 200

 

Рисунок 4. Эксперимент - ингалицяционная седиментированная затравка пыли с территории г. Аральск. Срок 120 дней. Печень – А, Б – фиброз перипотральной зоны и полнокровие вены. Окраска: гематоксилином и эозином. Ув. А – Х 200; Б - Х 400

 

Рисунок 5. Эксперимент - ингалицяционная седиментированная затравка пыли с территории г. Аральск. Срок 120 дней. Печень – А, Б – выраженное полнокровие и расширенные просветы сосудов центральной вены и перипортальных зон. Окраска: гематоксилином и эозином. Ув. А – Х 200; Б - Х 400.

 

Выводы: Проведенные нами морфологические исследования ингаляционного действия седиментированной пыли с территории г. Аральск Кызылординской области в хроническом эксперименте показали, что морфологические изменения в печени прогрессировали соответственно увеличению концентрации свинца, меди и кадмия, ведя к нарушению кровообращения, воспаление перипортальной области и портальных трактов с лимфоидными фолликулами до развития фиброза печени.

 

Список литературы: 
1. Талыкова Л.В., Ковалев И.В. Смертность от злокачественных новообразо-ваний населения, проживающего вблизи предприятия по добычи и переработке апатитовых руд // Медицина труда и промышленная экология. – 2004. – №2. – С. 35-38.
2. Здорнова О.В., Пискарева Е.И., Радцева Г.Л. Гистопатологические изменения в печени крыс при хроническом ингаляционном воздействии люминофора, содержащего фталат свинца // Вестник новых медицинских технологий. – 2010. – Т.XVII. – №2. – С. 22.
3. Мукашева М.А., Кулкываев Г.А. Региональные факторы разрешения экологических проблем по карагандинской области // Медицина труда и промышленная экология. – 2006. – №4. – С. 35-37.
4. Приказ Министра национальной экономики РК от 28.02. 2015г №168 «Об утверждении Гигиенических нормативов к атмосферному воздуху в городских и сельских населенных пунктах».
5. Луговской С.П., Легкоступ Л.А. Механизм биологического действия свинца на пищеварительную систему // Современные проблемы токсикологии. – 2002. – №2. – С. 45-50.
6. Сакиев К.З., Ибраева Л.К., Гребенева О.В., и др. Эколого-гигиеническое состояние территорий Приаралья с позиции риска: монография. – Караганда, 2016. – 145 с. 
7. Денисова О.А. Сопряженность содержания микроэлементов во внешней среде с тиреоидной патологий жителей Томской области // Здоровье населения и среда обитания. – 2007. – №4. – С. 21-24.
8. Проект 2017. Клинический протокол диагностики и лечения болезнь Вильсона-Коновалова у детей (гепатолентикулярная дегенерация, гепатоцеребральная дистрофия).
9. Кривошеев А.Б., Потеряева Е.Л., Кривошеев Б.Н., Куприянова Л.Я., Смирнова Е.Л. Токсические действие кадмия на организм человека (обзор литературы) // Медицина труда и промышленная экология. – 2012. – №6. – С. 35-42.
10. Garçon G., Leleu B., Marez T. et al. Biomonitoring of the adverse effects induced by the chronic exposure to lead and cadmium on kidney function: usefulness of alpha-glutathione S-transferase // Sci. Total. Environ. – 2007. – 377(2–3). – Р. 165-172.
11. Елевская Л.Т. Модели экспериментального пневмокониоза и пылевого бронхита при ингаляционном воздействии // Гигиена и санитария. – 1974. – №4. – С. 72-75. 
12. Борисова Л.Б., Мареева Л.Б., Досмагамбетова Р.С. и др. Ингаляционная затравка животных пылью в токсикологическом эксперименте. Метод. рекомендации. – Алматы, 1997. – 17 с.
13. Об утверждении Гигиенических нормативов к атмосферному воздуху в городских и сельских населенных пунктах. Приказ Министра национальной экономики Республики Казахстан №168 от 23.02.2015г.
14. Тусупбекова М.М. Основы гистологического исследования // В кн.: Клиническая патоморфология. – Алматы: Эверо, 2012. – С. 115-143.
15. Лабораторно-инструментальная диагностика хронического активного гепатита. Шкала R.G.Knodel et al. (1981).