Особенности гистологического состояния кожи в условиях термического ожога после применения наночастиц цеолитов дальневосточных месторождений
Автор: Голохваст К.С., Рева И.В., Паничев А.М., Гульков А.Н., Никифоров П.А., Анисимова А.А., Памирский И.Э.
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Биологические науки
Статья в выпуске: 5-2 т.11, 2009 года.
Бесплатный доступ
В последнее время, очень перспективным направлением в разработке новых перевязочных средств при ожогах, является создание биологически активных раневых покрытий, к которым можно отнести и сорбенты, созданные на основе цеолитов. Особенностью действия цеолитов при ожогах наряду со способностью сорбировать токсические вещества, является участие в регулировании электролитного гомеостаза, а также антиоксидантные свойства. В статье приводятся результаты исследования гистологического строения кожи у больных с ожогами II и IIIа степени после применения наночастиц цеолитов некоторых месторождений Дальнего Востока.
Наночастицы, цеолит, кожа, ожог, антиоксиданты, нанотоксикология
Короткий адрес: https://sciup.org/148198766
IDR: 148198766 | УДК: 612:591.541.637.661
Histological features of skin status in the conditions of thermal burn after application the zeolite nanoparticles from far east deposites
Recently, very perspective direction in development of new dressing means at burns, is creation biologically active wound coverings to which it is possible to carry the sorbents created on the basis of zeolites. Feature of zeolites ac-tion at burns along with ability of sorption toxic substances, is participation in regulation of electrolytic homeostasis, and also antioxidant properties. In article results of research the histologic structure of a skin at patients with burns II and IIIа degrees after zeolites nanoparticles application of some deposits from Far East are resulted.
Текст научной статьи Особенности гистологического состояния кожи в условиях термического ожога после применения наночастиц цеолитов дальневосточных месторождений
Рева Иван Владимирович, кандидат медицинских наук, старший исследователь
Паничев Александр Михайлович, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории экологии и охраны животных.
Гульков Александр Нефедович, доктор технических наук, профессор, директор
Никифоров Павел Александрович, кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры технологии металлов и металловедения.
Анисимова Анна Алимовна, кандидат биологических наук, доцент кафедры клеточной биологии
Памирский Игорь Эдуардович, ассистент кафедры биологической химии с курсом биоорганической химии исследуются медициной, есть интересная группа – цеолиты [5-7, 9, 12]. В литературе уже имеются данные об использовании цеолитов в качестве средства при перегревании и для лечения ожогов [1-4].
Целью нашего исследования было определить гистологическое состояние кожи после ожога II и IIIа степени и при коррекции этого состояния с помощью наночастиц цеолитов Вангинского, Куликовского и Лютог-ского месторождения Дальнего Востока.
Материалы и методы. Опытные воздействия проводились на людях-добровольцах с ожогами II и IIIа степени из Приморского ожогового центра (г. Владивосток). Все пациенты были полностью информированы о сути проводимых мероприятий, от них было получено письменное согласие на применение аппликаций цеолитов и взятие биоптатов. Все манипуляции на людях проводились в соответствии с Хельсинкской декларацией Всемирной медицинской ассоциации. Для проведения экспериментальных воздействий все добровольцы возрастом от 25 до 40 лет были разделены на 4 группы по 7 человек. «Контроль» – пациенты, получающие аппликации мазью «Левомеколь»; «В» – добровольцы, получавшие на раневую ожоговую поверхность аппликации из измельченных цеолитов Ван-гинского месторождения (Амурская область); «К» – добровольцы, получавшие на раневую ожоговую поверхность аппликации из измельченных цеолитов Куликовского месторождения (Амурская область); «Л» – добровольцы, получавшие на раневую ожоговую поверхность аппликации из измельченных цеолитов Лютогского месторождения (Сахалин). Для решения поставленной задачи цеолит подвергался дроблению (дробилка ВКМД6) и последующему ультразвуковому измельчению (гомогенизатор Bandelin Sonopulse 3400). В итоге размер частиц цеолита достигал размеров около 500 нм. Концентрация цеолита в туфах всех трех месторождений составляла около 60-70%. Аппликации из цеолитов (массой до 1 г) раневой поверхности проводились на протяжении одной недели один раз в день. После опытных мероприятий у пациентов бралась биопсия кожи. Для гистологического исследования материал фиксировали в 10% нейтральном растворе формалина, заливка осуществлялась в парафин. Парафиновые срезы окрашивали гематоксилином Бемера и эозином, ШИК-реакция по Мак-Манусу, орсеином по Унны-Тенцера; полутонкие срезы окрашены метиленовым синим и осмий-цинк йодидом по Акерт-Сандри. Для морфометрии мы использовали микроскоп Zeiss Axio Image A1 и программу "ВидеоТест-Морфология - 5.1". Изучались периметр, площадь, длина, ширина клетки и ядра. Статистическую обработку полученных значений производили с помощи программы Statistica 6.0.
Результаты и обсуждение. В контрольной группе в биопсийном материале мы наблюдали гиперемию сосудов, усиление экссудации, и в результате этого, отек дермы, что является проявлением первой фазы заживления. В грануляционной ткани выявлялось большое число нейтрофилов, по сравнению с нормой [8, 11]. В группе «В» мы наблюдали эффективное развитие грануляционной ткани. Фибробласты образовывали пласты и имели крупные размеры. Морфометрические показатели тканевых базофилов в группе «В» достоверно выше по сравнению с контрольной группой, получавшие стандартное лечение: периметр клеток повышается на 18,2%, площадь на 44% и длина на 25% (таб. 1). Также в группе В по сравнению с контрольной, достоверно повышались морфометрические показатели ядра и клетки кератиноцитов (площадь на 15%, длина на 16%), клеток Меркеля (площадь на 14%, площадь ядра на 13%) и Лангерганса (площадь на 21%, длина на 19%).
Таблица 1. Морфометрические данные тканевых базофилов кожи при ожоге и на фоне аппликации цеолитом
|
Показатели |
Группы |
|||
|
Контроль |
В |
К |
Л |
|
|
периметр, мкм |
33,32±1,42* |
39,38±1,89* |
33,95±1,29** |
37,88±1,82** |
|
площадь, мкм2 |
56,24±2,02** |
80,98±4,12* |
57,22±1,96* |
78,81±4,03* |
|
длина, мкм |
14,11±0,53** |
17,63±0,95* |
14,98±0,55** |
16,55±0,79** |
|
ширина, мкм |
5,76±0,34* |
5,68±0,32 |
5,85±0,33* |
5,71±0,28* |
* - достоверность р>0,05; ** - достоверность р>0,001.
Также у материале группы «В» по сравнению с контрольной группой, происходило уменьшение высоты сосочков кожи, разрых-ленности базальной мембраны, процента вакуолизации клеток и очаговых скоплений утолщенных коллагеновых и эластических волокон. Эти данные в целом совпадают с данными литературы [1, 2]. В группах «К» и «Л» в коже наблюдались повышение большинства показателей по сравнению с результатами контрольной группы, получавших «Левомо-коль». Процент вакуолизации в коже достоверно уменьшался по сравнению с контролем (на 10% и 22% в базальном, на 16% и 26% в шиповатом и в 1,6 и 3 раза в зернистом слое для группы «К» и «Л» соответственно). Морфометрические показатели клеток Лангерганса, Меркеля, кератиноцитов и тканевых базофилов в группе «Л» достоверно соответствовали показателям в группе «В» (табл. 2), а в группе «К» отмечено лишь незначительное эластических и коллагеновых волокон в груп-статистически незначимое повышение (до пах «В», «К» и «Л» по сравнению с группой 10%) этих показателей по сравнению с мате- «Контроль» заметно уменьшалось, они стано-риалом контрольной группы. Количество вились тонкими и более упорядоченными.
Таблица 2. Некоторые морфометрические данные клеток Лангерганса и Меркеля кожи при ожоге на фоне аппликации цеолитов
|
Показа тели |
Ядро |
Клетка |
||||||
|
Контроль |
В |
К |
Л |
Контроль |
В |
К |
Л |
|
|
Клетка Лангерганса |
||||||||
|
периметр, мкм |
40,22±1,51* |
42,66±1,53** |
40,05±2,16* |
42,71±1,39 |
53,73±1,32 |
59,95±1,85* * |
59,21±1,52* * |
58,34±2,13 |
|
площадь, мкм2 |
47,42±3,57* |
48,37±2,86** |
48,18±2,58* * |
50,76±2,78* * |
130,14±5,5 4** |
157,47±3,48 ** |
137,99±4,25 ** |
152,21±4,6 3** |
|
длина, мкм |
11,42±1,42 |
13,51±0,73* |
11,75±0,67* |
13,44±0,58* |
15,92±0,62 ** |
18,95±1,61* |
17,37±0,47* |
18,87±1,57 ** |
|
ширина, мкм |
5,81±0,45* |
5,92±0,37* |
6,02±0,34** |
5,96±0,39** |
14,89±1,53 * |
16,58±0,73* * |
15,35±0,69* * |
16,32±1,24 |
|
Клетка Меркеля |
||||||||
|
периметр, мкм |
45,57±2,22* |
46,12±2,01* |
46,35±3,65* |
46,23±2,12* |
60,23±1,33 * |
69,68±1,48* * |
59,77±1,24* * |
68,43±1,54 ** |
|
площадь, мкм2 |
89,73±2,44* * |
99,29±4,14** |
95,11±3,12* * |
98,93±4,07* * |
174,82±6,7 7* |
199,31±4,65 ** |
169,72±4,83 ** |
193,23±4,6 1** |
|
длина, мкм |
16,32±0,41* * |
19,43±0,55* |
17,22±0,44* |
19,32±0,57* |
18,62±0,73 |
18,93±1,33* |
17,72±1,06 |
18,87±1,23 * |
|
ширина, мкм |
8,61±0,51* |
9,02±0,71* |
8,91±0,54 |
8,95±0,72 |
17,78±0,43 * |
18,61±0,22* * |
16,77±1,36* |
18,43±0,42 ** |
* - достоверность р>0,05; ** - достоверность р>0,001.
Выводы: наночастицы цеолитов Ван-гинского, Куликовского и Лютогского месторождений Дальнего Востока уменьшают последствия ожоговой травмы в коже. Наименьшим положительным действием обладает цеолит Куликовского месторождения, что может быть обусловлено «игольчатым» строением кристаллической решетки. В целом состояние ожоговой раны после аппликации цеолитов свидетельствовало о большей зрелости грануляционной ткани и большей функциональной состоятельности фибробластов, чем у пациентов, получавших аппликации мази «Левомеколь». Механизм действия цеолитов, по данным литературы [8, 9], заключается в адсорбции раневых токсинов, выделении в рану микроэлементов и в нормализации гомеостаза в очаге поражения за счет каталитических свойств кристаллической решетки. Вопрос использования цеолитов в ожоговой хирургии требует дальнейшего изучения.
Работа выполнена при поддержке Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере (программа У.М.Н.И.К.) и гранта РФФИ 09-04-90781-моб_ст.
Список литературы Особенности гистологического состояния кожи в условиях термического ожога после применения наночастиц цеолитов дальневосточных месторождений
- Бгатова, Н.П. Структура эндотелиоцитов лимфатических капилляров кожи в условиях коррекции раневого процесса при термическом ожоге/Н.П. Бгатова, А.М. Паничев, В.П. Кокшарова и др.//Бюллетень СО РАМН. -2005. -Т. 115, №1. -С. 37-42.
- Бородин, Ю.Н.Влияние природных цеолитов на лимфатический дренаж кожи и структуру печени в условиях термического ожога/Ю.И. Бородин, Н.П. Бгатова, А.М. Паничев и др.//Бюлл. НЦССХ им. А.Н. Бакулева. -2003. -Т. 4, №5. -С. 76.
- Воробьева, Н.Ф. Реакция крови и подкожной рыхлой соединительной ткани белых крыс при общем перегревании организма и при перегревании на фоне введения природных цеолитов//Бюллетень СО РАМН. -2007. -Т. 123, №1. -С. 76-79.
- Воробьева, Н.Ф. Особенности гистиоцитарной реакции после предварительного приема с пищей цеолитов в процессе онтогенеза при перегревании и сухоядении//Патол. физиология и экспер. терапия. -2008. -№1. -С. 23-25.
- Гамидов, М.Г. Природные минеральные ресурсы и биологические основы их применения в сельском хозяйстве//Вестник ДальГАУ. -2007. -№2. -С. 55-60.
- Герасев, А.Д. Влияние цеолитов на минеральный обмен организма/А.Д. Герасев, С.Н. Луканина, Г.А. Святаш и др.//Бюллетень СО РАМН. -2004. -Т. 114, №4. -С. 91-95.
- Голохваст, К.С. Использование цеолитов в медицине и ветеринарии/К.С. Голохваст, А.М. Паничев, А.Н. Гульков//Вестник ДВО РАН. -2008. -№3. -С. 71-75.
- Кушеев, Ч.Б. Влияние природного цеолита на течение патологических процессов в органах пищеварительной системы и коже: Эксперим. исслед.: Автореф. дис. д-ра вет. наук. -Улан-Удэ, 2002. -39 с.
- Паничев, А.М. Применение цеолитов в медицине/А.М. Паничев, Ю.В. Кулаков, А.Н. Гульков//Тихоокеанский медицинский журнал. -2003. -№4. -С. 21-24.
- Цеолиты в хирургии/А.М. Паничев, Н.И. Богомолов, Н.П. Бгатова и др. -Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2004. -117 с.
- Усов, В.В. Современные аспекты активного хирургического лечения больных с термическими ожогами/В.В. Усов, И.В. Рева, Т.Н. Обыденникова. -Владивосток: Медицина-ДВ, 2005. -141 с.
- Kralj, M. Medicine on a small scale/M. Kralj, K. Pavelic//EMBO reports. -2003. -Vol. 4, № 11. -P. 1008-1012.
