Морфологические изменения миокарда, печени и почек кролика на фоне вибрации и фармакологической защиты янтарной кислотой

Введение. Изучение вибрационной уязвимости системы энергопродукции сердца, печени, почек обусловлено доминирующим положением вибрационной болезни среди профессиональных заболеваний и устойчивостью этой патологии к лечению [1, 2, 3, 4, 5].

Экспериментально [6] нами было показано [7, 8, 9], что при остром и хроническом воздействии вибрации (общей и локальной) энергообеспечение функциональной активности тканей (сердца, печени, почек) осуществляется за счет преимущественного окисления экзогенной янтарной кислоты, активизацией соответствующего ФАД-зависимого звена дыхательной цепи митохондрий. Предшествующее снижение активности НАД-зависимого звена свидетельствует о дисфункции системы энергопродукции тканей по типу низкоэнергетического сдвига [10], наиболее ярко проявившегося на уровне энергетического обмена миокарда. Для получения возможно полной картины повреждающего действия вибрации, биоэнергетические исследования были дополнены оценкой морфологической картины сердца, печени и почек на фоне вибрации и фармакологической защиты янтарной кислотой [11].

Цель настоящего исследования - изучение морфологических изменений миокарда, печени и почек кролика на фоне различных режимов вибрации и оценка защитных свойств янтарной кислоты.

Материал и методы исследования. В качестве биологического объекта использовали 80 кроликов-самцов породы Шиншилла весом 2,5-3 кг в возрасте 3-4 месяца. Действие общей вертикальной вибрации с амплитудой 0,5 мм осуществляли с помощью промышленной установки УВ 70/200 (производства машиностроительного объединения «Маяк», г. Киров). Ежедневные сеан- сы вибрации с частотой 8 Гц и 44 Гц по 60 мин проводили в утренние часы с 9.00 до 11.00 в осеннезимний период на протяжении 7, 21, 56 дней. Дозу янтарной кислоты (8,4 мг/кг массы животного) вычисляли с помощью коэффициента перерасчета равноэффективных доз для разных видов млекопитающих и человека с учетом зависимости между массой тела и относительной площадью его поверхности [12]. Препарат вводили внутрь за 60 мин до вибрации. Контрольная группа животных перед вибрацией вместо лекарственного препарата получал 0,9%-ный раствор хлорида натрия (физиологический раствор). Исследование проводили с соблюдением «Правил проведения работ с использованием экспериментальныхжи-вотных» (приказ МЗ СССР от 12.08.1977 г. №755).

Обработка гистологического материала (миокарда левого желудочка в области верхушки сердца, печени, коркового и мозгового слоя почки) осуществлялась в ходе стандартной гистологической спирто-парафиновой проводки. Окрашивание препаратов производили гематоксилином и эозином. Статистическую обработку данных проводили с помощью программ STATISTICA for Windows 6.0. Значимость межгрупповых различий оценивали по параметрическому (t-критерий Стьюдента) или непараметрическому (U-тест Вилкоксона-Манна-Уитни) критериям в зависимости от типа распределения.

Результаты исследования и их обсуждение. По мере увеличения числа сеансов вибрации с частотой 8 и 44 Гц наблюдали прогрессирующее

Рис. 1. Гистоструктура миокарда кролика после различных режимов общей вибрации. А – после 21 сеанса вибрации 8 Гц: а – слабая стромальная реакция лимфогистиоцитов; б – умеренный межклеточный отек; в – набухание стенки артериол; Б – после 21 сеанса вибрации 44 Гц: а – выраженное набухание кардиомиоцитов; б – лимфоцитарная стромальная реакция; в – межпучковый отек; В – после 56 сеансов вибрации 8 Гц: а – сформировавшаяся гипертрофия кардиомиоцитов; б – зональная вакуольная дистрофия; в – слабый межклеточный отек; Г – после 56 сеансов вибрации 44 Гц: а – сформировавшаяся гипертрофия кардиомиоцитов; б – вакуольная дистрофия; в – отек интерстиция межпучкового характера. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 320.

нарастание набухания кардиомиоцитов и их ядер с дистрофическими изменениями, носящими зональный характер. Отмечали увеличение зон дистрофии по площади и их распространение от субэндокардиальных к интрамуральным отделам сердца (рис.1).

После 56 сеансов вибрации с частотой 8 Гц в кардиомиоцитах субэндокардиального отдела формировались признаки стойкой гипертрофии (рис.1В). На фоне воздействия вибрации с частотой 44 Гц в кардиомиоцитах признаки гипертрофии сочетались с дистрофическими изменениями (рис.1Г). Накапливались очаги некроза и разрушения стромальных элементов. Микроангиопатии проявлялись отеком стенок сосудов, их спазмом, разрежением артериолярной и капиллярной сети.

Со стороны межклеточного вещества отмечали нарастание стромально-клеточной реакции. В интерстиции миокарда с 7 по 21 сеанс вибрации, увеличивалась популяция клеток лимфоцитарного и гистиоцитарного типа строения а к 56 сеансу их количество сокращалось. Стромальная реакция, возникшая на фоне вибрации 8 Гц, оказалась более скудной и представленной, преимущественно, гистиоцитарными элементами (рис. 1А). В то же время в ответ на воздействие вибрации с частотой 44 Гц произошло увеличение преимущественно элементов лимфоцитарного ряда (рис. 1Б), отмечаемых и после 56 сеансов вибрации.

Степень полнокровия при воздействии вибрации 8 Гц нарастала пропорционально числу сеансов, но более интенсивно от 7 до 21 сеанса. После 56 сеансов отмечали признаки стабилизации кровообращения и даже незначительное его уменьшение. Вибрация с частотой 44 Гц неуклонно увеличивала полнокровие по мере нарастания числа сеансов вибрационного воздействия. Степень отечности стенок артерий оказалась значительно выше при воздействии вибрации 44 Гц.

Суммация эффектов вибрации [13] с частотой 44 Гц длительностью 56 сеансов вызвала наиболее выраженные признаки перестройки в миокарде, резко изменив архитектонику кровеносных сосудов. После высокочастотной длительной вибрации в капиллярах миокарда регистрировали клетки с набухшим эндотелием и гиперхромными ядрами. При этом была ярко выражена система плазматических венул и капилляров и разрежена артериолярная сеть. Изменения в системе микроциркуляции, очевидно, явились одной из предпосылок, ведущих к ишемической (циркуляторной) гипоксии миокарда, как проявления вибрационно-опосредованных повреждений и источника биоэнергетической гипоксии в митохондриях.

В печени 56 сеансов вибрации с частотой 44 Гц вызывали появление как пустотелых, так и гигантоклеточных гепатоцитов. Среди гепа-

Рис. 2. Гистоструктура миокарда кролика после 56 сеансов вибрации 44 Гц и фармакологической защиты янтарной кислотой. а – кардиомиоциты сформированы, компактно уложены, умеренные признаки гипертрофии; б – слабовыраженный отек. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 320.

тоцитов перицентраль-ного и центрального отделов долек встречались не только клетки-тени, но и двуядерные гепатоциты. В портальных трактах усиливалось полнокровие артериол. В почках площадь клубочков увеличивалась, они приобретали лапчатый характер, что указывало на мезангиальнокапиллярную гломерулопатию. На границе коркового и мозгового слоя возрастал интерстициальный отек. В артериолярном звене почек преобладали явления спазма, так как эндотелий выступал в просвет артериол в виде «частокола». Степень полнокровия была минимальной, преобладали плазматические капилляры. Таким образом, полученные нами результаты свидетельствуют о генерализованном

повреждении тканей и сопоставимы с данными других авторов [14].

Взаимодействие вибрации с фактором фармакологической защиты (янтарная кислота) наиболее ярко проявилось в миокарде (рис. 2). Янтарная кислота на фоне вибрации 44 Гц в течение 56 сеансов вызвала формирование компенсаторной гипертрофии по Ф.З. Меерсону [15]. Гипертрофированные кардиомиоциты характеризовались плотной гомогенной цитоплазмой и плотными ядрами. Дистрофических изменений в них гораздо меньше, чем в группе с аналогичным режимом вибрации, но без фармакологической защиты. Янтарная кислота способствовала развитию слабой стромальной реакции, представленной гистиоцитарными клетками, и значительно уменьшила количество диапедезных кровоизлияний и степень набухания стенок артериол. Во всех гистологических препаратам этой группы доминируют явления активной васкуляризации интерстиция. Капиллярная реакция с признаками полнокровия ярко выражена и представлена большим количеством тонких линейных, хорошо сформированных капилляров. Янтарная кислота усилила артериальный и венулярный компонент микроциркуляции, уменьшила проявления дистрофии и повреждения стромы.

Вероятно, что янтарная кислота, регулирует возросшую функциональную нагрузку на кардиомиоциты и активизирeт стромальную реакцию и уравновешивает структурно-функциональную перестройку в кардиомиоцитах с изменениями микрососудов. Тем самым вывела состояние миокарда на новый уровень метаболических процессов при воздействии вибрации. Это подтверждается исследованиями целого ряда биоэнергетических показателей [16].

В почках отмечали стабилизацию морфологической картины эпителия, увеличение клубочков в размерах, но без «лапчатости». Полнокровие артериол и капилляров клубочков при фармакологической защите сохранилось. Уменьшался интерстициальный отек на границе коркового и мозгового слоя. В печени уменьшалось число двуядерных и гигантоклеточных гепатоцитов. В дольках печени отчетливо структурировались балочные образования. Структура ткани печени при вибрации подвергалась меньшим повреждениям.

В данной работе была использована низкая, так называемая сигнальная доза [17, 18] янтарной кислоты – 8,4 мг/кг. Тем не менее, были получены убедительные доказательства ее положительного влияния на миокард, печень и почки при воздействии общей вибрации. Это дает основание рекомендовать янтарную кислоту для испытаний в клинической практике с целью профилактики вибрационно-опосредованных нарушений у лиц, профессионально связанных с воздействием вибрации.