Морфологическая характеристика микроциркуляторного русла твердой оболочки головного мозга, фиброзной капсулы почки и брыжейки тонкой кишки при острой нитритной интоксикации организма

Размещено на http://www.allbest.ru/

Морфологическая характеристика микроциркуляторного русла твердой оболочки головного мозга, фиброзной капсулы почки и брыжейки тонкой кишки при острой нитритной интоксикации организма

М.А. Магомедов, А.А. Османова, Х.М. Магомедов, М.А. Шахназаров, Р.Д. Мейланова

Аннотация

нитритное отравление фиброзная мембрана мозг

Актуальность и цели. Нитриты и нитраты оказывают все возрастающее неблагоприятное воздействие на организм человека в силу чрезмерного их применения в сельском хозяйстве, медицине и быту. Изучены различные аспекты многообразия проявлений острых нитритных отравлений организма. Мало изучены изменения микроциркуляторного русла таких жизненно важных органов, как головной мозг, почки, брыжейка тонкой кишки.

Материалы и методы. На 60 белых беспородных крысах обоего пола массой 180-200 г воспроизведена модель острой нитритной интоксикации.

В опытной группе (45) животным под наркозом (кетамин - 25мг/г) перорально вводили нитрит натрия из расчета 10 мг/г массы тела. На высоте острого отравления через 180 мин животных забивали путем декапитации. В опытной и интактной группах тотальные фрагменты твердой оболочки головного мозга, фиброзной капсулы почки и брыжейки тонкой кишки после фиксации в 12 % нейтральном формалине импрегнировали серебром по В. В. Куприянову (1969). Проводился морфометрический и морфологический анализ микроциркуляторного русла этих объектов.

Результаты. На высоте нитритной интоксикации во всех объектах исследования выявлены однотипного характера сосудистые, внутрисосудистые и внесосудистые признаки патологической перестройки микроциркуляторного русла в виде вазодилятации, деформации контуров и нарушения ангиоархитектоники извилистости микрососудов, стаза, агрегации форменных элементов крови, которые максимально выражены в твердой оболочке головного мозга и фиброзной капсуле почки.

Ключевые слова: острые нитритные интоксикации, нарушения микроциркуляции, твердая оболочка головного мозга, фиброзная капсула почки, брыжейка тонкой кишки.

Abstract

M.A. Magomedov, A.A. Osmanova, Kh.M. Magomedov, M.A. Shakhnazarov, R.D. Meylanova

MORPHOLOGICAL CHARACTERISTICS OF THE MICROVASCULATURE OF THE DURA MATER OF THE BRAIN, THE FIBROUS CAPSULE OF THE KIDNEY

AND THE MESENTERY OF THE SMALL INTESTINE IN ACUTE NITRITE INTOXICATION OF THE BODY

Background. Nitrites and nitrates have an ever-increasing adverse effect on the human body due to their excessive use in agriculture, medicine and everyday life.

Various aspects of the variety of manifestations of acute nitrite poisoning of the body are studied. Little-studied changes in the microvasculature (MCB) of vital organs such as the brain, kidneys, mesentery of the small intestine.

Material and methods. A model of acute nitrite intoxication was reproduced on 60 white mongrel rats of both sexes weighing 180-200 g [1]. In the experimental group (45), sodium nitrite was orally administered to animals under anesthesia (ketamine - 25 mg / g) at the rate of 10 mg / g body weight. At the height of acute poisoning through 180' animals were killed by decapitation.

In the experimental and intact groups, total fragments of the dura mater of the brain (DMB), the fibrous capsule of the kidney (FCK) and the mesentery of the small intestine (MSI) after fixation in12 % neutral formalin were impregnated with silver according to V.V. Kupriyanov (1969). A morphometric and morphological analysis of the МСВof these objects was performed.

Results. At the height of nitrite intoxication, vascular, intravascular and extravascular signs of pathological restructuring of the MCB in the form of vasodilation, contour deformity and angioarchitectonics of microvascular tortuosity, stasis, aggregation of blood elements, which are maximally expressed by body clots, are found in all study objects of the same type.

Keywords: acute nitrite intoxication, microcirculation disorders, hard shell of brain, fibrous capsule of the kidney, mesentery of the small intestine.

Введение

Возрастающее за последнее десятилетие применение нитритов и нитратов в виде лекарственных средств, пищевых консервантов, кормовых добавок, а также чрезмерное использование азотсодержащих удобрений приводит к поражению практически всех органов и тканей человека и животных [1-5]. Нитритные интоксикации влекут многообразие изменений в различных органах, обусловленных метгемоглобинемией и гемической гипоксией, составляющих стрессовый фактор, который в комплексе с эффектом вазодилятации приводит к геморрагическому синдрому [1-5]. Несмотря на большое число работ по изучению патогенного действия нитритных интоксикаций, влияние острых отравлений на микроциркуляторное русло фиброзных мембран, отражающих микроциркуляцию различных по происхождению и функции органов, остаются недостаточно изученными.

Целью данного исследования явилась морфологическая оценка изменений гемомикроциркуляторного русла фиброзных мембран при остром отравлении нитритом натрия.

Материалы и методы исследования

Исследование выполнено на 60 белых беспородных крысах обоего пола массой 180-200 г. Модель острой нитритной интоксикации воспроизводилась пероральным введением предварительно наркотизированным (кетамин- 25 мг/г массы тела) крысам нитрита натрия в дозе (ЛД₅₀) 50 мг/кг массы тела, т.е. 10 мг на одну крысу [1]. Экспериментальные животные распределены на две группы: группа 1 - интактные (15) и группа 2 - опытные (45). Животных группы 2 под наркозом забивали путем декапитации через 3 ч после затравки. В группах 1 и 2 тотальные фрагменты брыжейки тонкой кишки (БТК), фиброзной капсулы почки (ФКП) и твердой оболочки головного мозга (ТОГМ) после фиксации в 12 % нейтральном формалине импрегнировали азотнокислым серебром по В. В. Куприянову (1969). Исследование звеньев микроцир- куляторного русла (МЦР) указанных объектов сопровождалось морфометрией их диаметра, проведенного с помощью окуляр-микрометра «МОВ-15» (Россия). Проведено по 100 измерений диаметра каждого звена МЦР объектов, условно распределенных на морфометрические классы (I кл. - мелкие; II кл. - крупные сосуды), определялся их процент в вариационном ряду диаметров. Все количественные результаты распределялись на выборки и подвергались статистической обработке с использованием пакета прикладных программ «Statistica» фирмы StatsoftJuc. (2001), Version6.0.

Результаты собственных исследований и их обсуждение

Анализ импрегнированных микропрепаратов в интактной группе экспериментов показал, что МЦР БТК у крыс располагается в прослойке соединительной ткани, между серозными листками, и формируется за счет мезентериальных ветвей дугообразных артерий, имеет модульное строение. Артериолы (А), сопровождаемые венулами (В), анастомозировали между собой, образуя модули полигональной формы и размеров. Диаметры А варьировали в пределах 11-23 мкм и в среднем составляли 15 мкм (табл. 1).

Таблица 1. Средние величины диаметра звеньев МЦР изученных объектов при остром отравлении нитритом натрия (импрегнация серебром, мкм; М± т; п = 50; Р< 0,05)

Примечание. Р< 0,05 - при сравнении с интактными значениями; Па - пре- капиллярные артериолы; К - капилляры, Пв - посткапиллярные венулы.

Учитывая указанные границы колебаний диаметра мы выделили два условных метрических класса А: I - мелкие А I кл. диаметром от 11 до 16 мкм и II - крупные А II кл. диаметром 17-23 мкм. Представленность А I кл. в выборке А составила 71 %, а II кл. - 29 % (табл. 2).

Артериолы отличались в БТК прямолинейным ходом, отсутствием перепадов диаметра, стенки их включали один ряд гладкомышечных клеток.

Прекапилляры (Па) ответвлялись от А под прямым углом, в устье которых обнаруживались сфинктеры. Диаметр Па колебался от 7 до 12 мкм и в среднем составлял 10 мкм. К мелким (I кл.) Па мы отнесли микрососуды диаметром от 7 до 9 мкм, они составляли 37 % выборки. К крупным II кл. мы отнесли Па диаметром 10-12 мкм, они составили 63 % выборки. Па давали начало полигональной капиллярной сети с ячейками, имеющими четкие контуры. Стенки капилляров (К) образованы 1-2 эндотелиальными клетками и перицитами. Диаметр К колебался от 5 до 12 мкм и в среднем составлял 8 мкм. К I кл. мы отнесли К диаметром 5-8 мкм, составляющие 70 % выборки, а ко II кл. - сосуды диаметром 9-12 мкм, составлявшие 30 %. К, сливаясь, формировали посткапиллярные венулы (Пв), отличающиеся большим числом ядер и перицитов в стенке, большим диаметром и плавной извилистостью хода. Диаметр Пв колебался от 8 до 16 мкм в среднем составлял 12 мкм. Пв I кл. диаметром от 8 до 12 мкм в выборке составляли 57 %, Па II кл. диаметром от 13 до 16 мкм составляли 43 %. Пв, сливаясь, формировали венулы (В), отличавшиеся более извилистым ходом и крупными эндотелиальными клетками в стенке, ход их повторял ход А. Диаметр В в БТК колебался от 10 до 35 мкм и в среднем составлял 19 мкм. К I кл. мы отнесли В диаметром 10-22 мкм, составившие 84 % выборки, ко II кл. - сосуды 23-35 мкм, составившие 16 % (табл. 2).

Таблица 2 Распределение доли морфометрических классов основных групп микрососудов исследованных объектов при острой интоксикации нитритом натрия (%; п = 50)

МЦР ФКП интактных крыс представлено однослойной сосудистой сетью с модульным расположением основных микроциркуляторных блоков, как и в БТК. А в ФКП имели прямолинейный ход, ветвясь под прямым углом. Ядра гладкомышечных клеток располагались в один ряд. Диаметр А колебался в пределах 14-26 мкм и в среднем составлял 22 мкм. К I кл. мы отнесли А диаметром 14-22 мкм, их доля составила 58 %, а ко II кл. - 23-26 мкм, составившие 42 %. Под прямым углом от А ответвлялись Па, в устье которых определялись сфинктеры. Диаметр Па варьировал от 10 до 23 мкм и в среднем составлял 16,5 мкм. К I кл. мы отнесли Па 10-16 мкм, составлявшие 97 %, а ко II кл. Па 17-23 мкм, составившие 3 % выборки. Капилляры ФКП формировали широкопетлистую сеть с ровными контурами. Диаметр К от 5 до 10 мкм, и в среднем - 7,5 мкм. К I кл. мы отнесли К диаметром 5-7 мкм, составившие 43 %, а II кл. сосуды 8-10 мкм - 57 %. Сливаясь, К формировали Пв диаметром от 16 до 23 мкм, в среднем - 19 мкм. К Пв I кл. мы отнесли Пв. диаметром 16-19 мкм, составившие 62 %, а ко II кл. - 20-30 мкм, их доля - 38 %. Венулы в ФКП имели слегка волнистый ход и сопровождали А. Диаметр В колебался от 30 до 39 мкм, в среднем - 35 мкм. К I кл. мы отнесли В диаметром 30-36 мкм, составившие 41 % выборки, а II кл. В - 36-39 мкм, составившие 59 %.

МЦР ТОГМ крысы представлено широкопетлистой сетью, образованной анастомозами А и В. В стенке А ТОГМ гладкомышечные клетки образуют несколько витков вокруг сосуда, охватывая его по спирали. Диаметр А в ТОГМ крысы варьировал в пределах 14-28 мкм и в среднем составлял 20 мкм. Диаметр I кл. А равнялся 14-20 мкм (71 %). Ко II кл. отнесены А диаметром 21-28 мкм, их доля - 29 %. Па ТОГМ в большинстве своем короткие давали начало магистральным К, диаметр их от 6 до 12 мкм и в среднем - 9 мкм. К Па I кл. мы отнесли сосуды диаметром от 6 до 9 мкм, доля которых составляла 65 %, а ко II кл. - сосуды от 10 до 12 мкм, составлявшие 35 %. Капилляры ТОГМ интактных крыс формировали широкопетлистую сеть. Магистральные К обеспечивали соединение между Па, сетевыми К и Пв. Диаметр К составлял 5-10 мкм, в среднем - 7,4 мкм. К сосудам I кл. мы отнесли К от 5 до 75 мкм, доля которых 73 %, а II кл. - диаметром 8-10 мкм, составлявшие 27 %. Сливаясь, К формировали Пв, отличавшиеся большей плотностью клеточных элементов в стенке. Диаметр Пв колебался от 9 до 18 мкм и в среднем - 13,5 мкм. Пв I кл. 9-13,5 мкм, их доля составляла 73 %, а II кл. - 14-18 мкм, доля - 27 %. Последовательно соединяясь, Пв формировали В, а отдельные из них прямо впадали в В. По сравнению с А венулы имели извитой ход, а диаметр их в 2-3 раза превышал А, который колебался от 32 до 42 мкм, в среднем - 36,9 мкм; к I кл. мы отнесли В от 32 до 36 мкм - 19 %, а ко II кл. - 37-42 мкм, составлявшие 81 % выборки (см. табл. 2).

Через 3 ч после острого отравления нитритом натрия отмечались выраженные структурные изменения сосудов микроциркуляторного русла исследованных объектов. Общими признаками перестройки русла во всех объектах были резкие изменения рисунка, равномерности и плотности микрососуди- стых сетей, деформации стенок сосудистых звеньев с увеличением диаметров всех микрососудов. Через 3 ч после отравления (на высоте интоксикации) различия сосудистых реакций изученных объектов приобретали отчетливую морфологическую определенность, что позволило судить о большей или меньшей степени вовлеченности МЦР каждого объекта в комплекс изменений. Наиболее характерными для всех изученных объектов через 3 ч нитрит- ной интоксикации явились значительные деформации микроархитектоники в виде разрежения сосудистых сетей с преобразованием их рисунка и формированием малососудистых зон. Указанные признаки перестройки русла были наиболее выражены в ФКП и БТК, где редукция их капиллярных сетей сочеталась с сохранением петлевидной формы микрососудистых комплексов.

Анализ резистивных сосудов МЦР изученных объектов показал повышенную их извилистость и полнокровие, максимальный уровень перекалиб- ровки диаметров в сторону расширения, которые морфометрия выявила в ФКП и ТОГМ, где их диаметр А превышал интактные величины на 32,7 и 35 % соответственно (Р< 0,05). На высоте нитритной интоксикации морфометрия соответственно выявила большое количество А и Па II кл. в ТОГМ и ФКП с появлением атипических микрососудов III кл. (см. табл. 2). Можно считать, что на высоте нитритной интоксикации организма в капиллярном звене МЦР исследованных объектов выявлены наибольшие изменения. Общим для всех объектов были значительное полнокровие, извилистость капилляров, более выраженные в ФКП, где обнаруживались признаки нарушения проницаемости их стенок с участками паравазальных диапедезных геморрагий. Морфометрия капилляров показала максимальную степень их расширения в ФКП и ТОГМ (на 34,6 и 33,7 % соответственно по сравнению с интактными (см. табл. 1) и минимально в БТК (12,5 %). При распределении диаметров К по морфометрическим классам обнаружено, что сосуды I кл. больше всего сохранялись в ТОГМ и БТК, а наибольшее число - II и III кл. К были в ФКП и БТК (см. табл. 2). Характерной чертой перестройки МЦР изученных объектов явилось частое выявление в них на высоте интоксикации извилистых и полнокровных артериоло-венулярных анастомозов, особенно в ФКП. Посткапилляры во всех объектах теряют типичные закономерности формирования. Так, на фоне значительной их извилистости и полнокровия выявляются признаки внутрисосудистых и внесосудистых нарушений. В просвете отдельных Пв в ТОГМ и ФКП выявляются эритроцитарные агрегаты и вокруг сосудов появляются диапедезные геморрагии, охватывающие зоны залегания капилляров и Пв. Морфометрия показала наибольшую вазодилятацию Пв и В в ТОГМ и ФКП. Анализ перекалибровки Пв по классам также подтвердил наибольшую их вазодилятацию с максимальным количеством микрососудов II и III атипического классов. Так, наибольшее количество Пв и В II и III кл. выявлено в ТОГМ (58 и 12; и 70 и 4 % соответственно). В ФКП их доля составляла 44 и 17; 62 и 3 % соответственно (см. табл. 2). Структурная перестройка емкостного звена МЦР по всем изученным объектам также характеризовалась комплексом однотипных сосудистых, внесосудистых и внутрисосудистых феноменов, выраженных в разной степени. О дегенеративных процессах свидетельствовали изменения Пв и В в ФКП и ТОГМ, где на фоне повышенной аргирофилии их стенок выявлялись очаги паравазальной клеточной инфильтрации. Картина стаза форменных элементов крови в Пв и мелких В в ТОГМ и ФКП выявлялась на многих препаратах, где плотная упаковка форменных элементов крови, четкая проработка их границ позволяет предположить прижизненный характер этих изменений.

Заключение

Таким образом, результаты морфологического изучения МЦР органов, различных по происхождению и функциональной значимости, на высоте острой нитритной интоксикации организма через 180 мин выявили однонаправленного характера признаки патологической перестройки в виде:

- вазодилятации, деформации контуров, повышения извилистости и нарушения их характерной ангиоархитектоники;

- в просвете капилляров и посткапиллярных венул выявляются признаки стаза, агрегации форменных элементов крови и очаговые периваскулярные геморрагии;

- указанные изменения максимально выражены в ФКП и минимально в БТК;

- полученные результаты могут быть полезными при расшифровке патогенетических механизмов, возникающих при острых нитритных отравлениях и учтены при подборе способов детоксикации.

Библиографический список

1. Булаева, Н. И. Биохимические и структурно-функциональные изменения эритроцитов при остром отравлении нитритами и их коррекция перфтораном : ав- тореф. дис... канд. биол. наук / Булаева Н. И. - Махачкала, 2004. - 22 с.

2. Гоженко, А. И. Изменения функции почек при острой интоксикации нитритом натрия в эксперименте / А. И. Гоженко, А. С. Федорчук, С. Г. Котюжинская // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. - 2003. - № 1. - С. 28-30.

3. Дерягина, В. П. Экологические аспекты патофизиологии, связанные с нит- ратно-нитритным загрязнением окружающей среды / В. П. Дерягина, В. П. Реутов // Материалы I Российского конгресса по патофизиологии. - Москва, 1996. - С. 239.

4. Механизмы развития и компенсации гемической гипоксии / М. М. Середенко, В. П. Дударев, И. М. Лаповенко и др. - Киев, 1997. - С. 180.

5. Kanapatskaja, Y. A. Indicators of lipid peroxydation in rat liver mitochondria after exposing them to some xenobiotics and low dose radiation / Y. A. Kanapatskaja, T. N. Zyrianova, V. M. Lavrova // Ukr. Biochem. Zn. - 1998. - № 6. - Р. 113-119.

References

1. Bulaeva N. I. Biokhimicheskie i strukturno-funktsional'nye izmeneniya eritrotsitov pri ostrom otravlenii nitritami i ikh korrektsiya perftoranom: avtoref. dis. kand. biol. nauk [Biochemical, structural and functional changes of erythrocytes at acute nitrite intoxication and their correction with Perftoranum: dissertation to apply for the degree of the candidate of biological sciences]. Makhachkala, 2004, 22 p. [In Russian]

2. Gozhenko A. I., Fedorchuk A. S., Kotyuzhinskaya S. G. Patologicheskaya fiziologiya i eksperimental'naya terapiya [Morbid physiology and experimental therapy]. 2003, no. 1, pp. 28-30. [In Russian]

3. Deryagina V. P., Reutov V. P. Materialy I Rossiyskogo kongressa po patofiziologii

[Proceedings of I Russian Congress of Pathophysiologists]. Moscow, 1996, p. 239. [In Russian]

4. Seredenko M. M., Dudarev V. P., Lapovenko I. M. et al. Mekhanizmy razvitiya i kompensatsii gemicheskoy gipoksii [Hemic hypoxia development and compensation mechanisms]. Kiev, 1997, p. 180. [In Russian]

5. Kanapatskaja Y. A., Zyrianova T. N., Lavrova V. M. Ukr. Biochem. Zn. 1998, no. 6, pp. 113-119.

Размещено на Allbest.ru