Морфофункциональные изменения внутренних органов и некоторых биохимических показателей в динамике острой алкогольной интоксикации

В последние годы на фоне резкого увеличения общего количества острых отравлений наблюдается значительный рост числа интоксикаций, обусловленных употреблением алкогольных напитков [3]. Одновременно экспертная практика неуклонно свидетельствует об увеличении числа случаев различных видов смерти на фоне алкогольной интоксикации [6, 8]. В связи с этим для судебно-медицинской экспертизы особенно важной задачей является разработка объективных критериев для посмертной диагностики острой алкогольной интоксикации не только как причины смерти, но и как сопутствующего и/или фонового состояния.

В практической деятельности при диагностике алкогольной интоксикации судебно-медицинские эксперты пользуются данными, приведенными в “Методических указаниях о судебно-медицинской диагностике смертельных отравлений этиловым алкоголем и допускаемых при этом ошибках”, выпущенных под кураторством главного судебно-медицинского эксперта Минздрава СССР в 1974 г. Наряду с этим существует и комплексный подход диагностики смертельных отравлений этанолом с обязательным учетом толерантности к нему. В качестве критериев такой диагностики рекомендуется использовать сочетание макро- и микроскопических морфологических признаков, результаты количественного определения этилового алкоголя в крови и моче, а также данные биохимических исследований отдельных показателей углеводного, жирового и белкового обменов [4, 5]. Поэтому изучение биохимических показателей и морфологических изменений различных органов и тканей организма с целью судебно-медицинской диагностики острой алкогольной интоксикации является весьма актуальным.

Цель исследования: оценка морфофункциональных изменений внутренних органов в динамике острой алкогольной интоксикации.

Материал и методы

Эксперимент проведен в осенний период с сентября 2011 г. по ноябрь 2011 г. За сутки до эксперимента животных лишали пищи. Для изучения алкогольной интоксикации крысам интрагастрально через зонд вводился 40%-й раствор этанола из расчета 2, 4 и 8 мл 100%-го этанола на 1 кг массы животного. Однократное введение этанола каждому животному производилось с 9 до 10 ч утра. Крыс выводили из эксперимента в течение 6 ч с интервалом 1 ч путем декапитации под эфирным наркозом. При вскрытии органы выделялись единым органокомплексом с последующим взвешиванием каждого органа и визуальной оценкой их состояния (наличие признаков алкогольной интоксикации). Материалом для гистологического исследования послужили фрагменты внутренних органов (печень, почки, головной мозг), изъятые при вскрытии у экспериментальных животных.

В момент декапитации производили забор крови в стерильные герметично упакованные пенициллиновые флаконы с добавлением 2 капель гепарина. Концентрацию глюкозы в цельной крови измеряли с помощью системы определения глюкозы крови Optium Omega с использованием тест-полосок Optium Omega с кулонометрической технологией. Концентрацию этанола в крови определяли методом газожидкостной хроматографии на хроматографе ЛХМ-8МД на базе судебно-химического отделения БСМЭ ФГУ КБ-81 ФМБА России Северска.

Фрагменты органов фиксировали в нейтральном 10%-м формалине, осуществляли стандартную парафиновую проводку с последующей окраской полученных срезов гематоксилином и эозином. Микроскопическое исследование проводилось на стандартном бинокулярном микроскопе Karl Zeiss “Axiolab A1”.

При оценке морфологических изменений печени нами учитывались такие критерии, как степень дистрофических изменений в гепатоцитах, выраженность липофусциноза, выраженность некроза, очаговой и диффузной инфильтрации, степень кровенаполнения сосудов, наличие желчных пигментов, выраженность фиброза и холестаза.

При оценке морфологических изменений почек учитывались такие параметры, как нейтрофильная, моно- и лимфоцитарная инфильтрация мезангия, лимфоцитарная инфильтрация боуменовой капсулы, фиброз. При исследовании канальцев оценивалась выраженность дистрофических и некротических изменений. При оценке состояния интерстиция учитывались наличие и выраженность очаговой и диффузной лейкоцитарной инфильтрации, кровоизлияний, степень кровенаполнения капилляров межканальцевой сети коркового и мозгового вещества.

При оценке морфологических изменений коры головного мозга учитывались такие критерии, как выражен- ность отека ткани и дистрофических изменений нейронов, степень кровенаполнения кровеносных сосудов, наличие и степень выраженности диапедезных кровоизлияний, а также мононуклеарной инфильтрации. Оценка каждого морфологического признака проводилась в соответствии с 4-балльной системой [7].

Статистическая обработка результатов проведена с использованием пакета программ STATISTICA 6.0 с вычислением для каждой выборки следующих параметров: среднее арифметическое (М) и ошибка среднего арифметического (m). Данные, полученные на экспериментальном материале, обработаны с помощью тестов Вилкоксона и Манна–Уитни, корреляционного анализа по Спирмену. Статистически значимыми результаты считались при p<0,05.

Результаты и обсуждение

В результате проведенного в ходе эксперимента микроскопического исследования были получены следующие результаты. Острая алкогольная интоксикация, вызванная введением этанола в дозах 2, 4 и 8 мл/кг приводила к морфологическим изменениям, отражающим деструктивное действие этанола на печень. Это проявлялось очаговой мононуклеарной и лимфоцитарной инфильтрацией, кровенаполнением сосудов высокой степени, а также некротическими изменениями клеток паренхимы печени. Эти изменения регистрировались уже через 1 ч после введения алкоголя, а выраженность их была выше при увеличении дозы вводимого этанола. Острая алкогольная интоксикация, вызванная введением этанола в дозе 8 мл/кг, приводила к образованию дистрофических изменений в гепатоцитах (появление включений липофусцина и усиление развития липофусциноза с увеличением длительности алкогольного опьянения). Диффузная лимфоцитарная инфильтрация различных структурно-функциональных отделов печени оказалась слабо выраженной вне зависимости от дозы вводимого этанола и длительности воздействия. Признаки явлений холестаза в процессе изучения фрагментов ткани печени ни у одной особи отмечены не были.

Результаты нашего исследования также показали, что в динамике алкогольной интоксикации в ответную реакцию вступают гепатоциты разных зон ацинуса печени. При алкогольной интоксикации, вызванной интрагаст-ральным введением 40%-го раствора этанола в дозах 2 и 4 мл/кг массы тела, в цитоплазме гепатоцитов обнаруживались жировые вакуоли и гранулы липофусцина. Некротизированные клетки паренхимы печени располагались преимущественно в центролобулярной зоне ацинуса. При введении этанола в дозе 8 мл/кг гепатоциты с признаками альтерации и некроза на большем протяжении выявлялись в центролобулярной и промежуточной зонах ацинуса. Повышение функциональной нагрузки на печень экспериментальных животных при алкогольной интоксикации вело к образованию в ней единичных мелких гранул липофусцина в периферических зонах цитоплазмы гепатоцитов, в сравнении с контрольной группой. Но экспериментальные группы отличались по времени регистрации наличия гранул липофусцина: при дозе этанола 2 мл/кг массы тела липофусциноз регистриро- вался к 4 ч воздействия, при дозе 8 мл/кг массы тела – к 2 ч, а при дозе 4 мл/кг массы тела – через 1 ч от начала эксперимента интоксикации этанолом. Первичные гранулы липофусцина появлялись перинуклеарно в зоне наиболее активно протекающих обменных процессов. При интоксикации этанолом в дозах 2, 4 и 8 мл/кг выявлена статистически значимая положительная корреляционная взаимосвязь (r=0,43–0,49; p<0,05) между выраженностью липофусциноза и жировой дистрофии гепатоцитов.

Установлено, что при увеличении дозы вводимого этанола его токсический эффект на структурные элементы почек усиливался, что проявлялось более ранним и выраженным развитием дистрофических и некротических изменений клеток канальцев. Введение этанола в дозе 2 мл/кг вызывало минимальные структурные изменения. Интоксикация, вызванная введением этанола в дозах 4 мл/кг и 8 мл/кг, к 1-му ч после воздействия характеризовалась резким увеличением дистрофических изменений и формированием некрозов эпителиоцитов канальцев с их плавным нарастанием до конца эксперимента. Максимальное кровенаполнение органа при введении этанола в дозах 2, 4 и 8 мл/кг отмечено к 3-му ч наблюдения, а к 4-му ч начиналось постепенное уменьшение диаметра просвета сосудов и, соответственно, снижение степени кровенаполнения, не достигавшее нормализации к концу наблюдений.

При гистологическом изучении фрагментов головного мозга крыс более пристальное внимание уделялось исследованию коры. Было выявлено, что введение этанола в дозах 2, 4 и 8 мл/кг приводит к снижению количества нейроцитов во всех слоях коры в сравнении с интактными животными. Дистрофические изменения нейронов оказались наиболее выраженными к 5 и 6 ч от начала эксперимента и проявлялись в приобретении клетками более вытянутой формы, сморщивании и извитости начальной части аксона (пикноморфные нейроны). Отек головного мозга, признаками которого служило появление различных по размеру зон просветления вокруг клеток мозга и в периваскулярных областях, в отличие от изменений в нейронах проявлялся уже на первых часах действия этанола в дозах 2, 4 и 8 мл/кг, с максимальной выраженностью к 3-му ч от начала его воздействия. Вне зависимости от дозы вводимого этанола максимальное кровенаполнение органа наблюдалось к 3-му ч наблюдения с дальнейшей тенденцией к снижению степени выраженности данного критерия.

При исследовании уровня глюкозы крови у экспериментальных животных выявлено, что динамика изменений ее концентрации была сходной при введении этанола в дозах 2, 4 и 8 мл/кг. Она характеризовалась статистически значимым (p<0,05) по сравнению с исходным значением снижением уровня глюкозы крови после 1-го ч наблюдения и подъемом до исходного уровня – ко 2-му ч с последующим постепенным снижением, статистически не отличающимся от исходного значения, что согласуется с литературными данными [1, 2].

При измерении концентрации этанола в крови крыс в процессе проведения эксперимента его максимальное содержание, независимо от вводимой дозы, отмечалось через 1 ч от момента введения с последующим резким снижением данного показателя к 2 ч алкогольной интоксикации и дальнейшим постепенным уменьшением.

Корреляционный анализ выявил положительные взаимосвязи с концентрацией этанола в крови выраженности липофусциноза в печени (r=0,41–0,44; p<0,05) во всех экспериментальных группах, а также жировой дистрофии гепатоцитов в экспериментальных группах, подвергнутых введению этанола в дозах 4 и 8 мл/кг (r=0,39 и r=0,41 соответственно; p<0,05).

Заключение

Таким образом, исходя из полученных в результате экспериментального исследования данных, следует, что острая алкогольная интоксикация, вызванная однократным введением этанола, приводит к развитию морфологических изменений в ткани печени, почек и головного мозга, свидетельствующих о токсическом и деструктивном действии этанола. Эти токсические и деструктивные изменения на клеточном, тканевом и органном уровне характеризовались различной степенью выраженности, прямо зависящей от дозы вводимого этанола, концентрации алкоголя в крови и длительности алкогольной интоксикации.