Специфичность морфологических изменений почек в динамике фтористой интоксикации организма (экспериментальное исследование)

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Вредные и опасные условия труда являются причиной развития нарушений в функциональной активности большинства органов и систем. При этом совокупность специфических и неспецифических реакций организма определяется морфологическим статусом органов-мишеней, подвергающихся хроническому воздействию токсикантов [3, 4, 13].

Хроническая фтористая интоксикация (ХФИ) приводит к росту как профессиональной, так и производственно обусловленной патологии, занимая лидирующие позиции в структуре профессиональной заболеваемости работников алюминиевой промышленности [1, 2, 5]. Вопрос биогенного влияния фтора на организм остаётся открытым. Фрагментарность представлений о механизмах патогенности фторидов, влияющая на выбор диагностических признаков, сказывается на клинических классификациях ХФИ, отражающих специфику поражения в основном в минерализованных тканях. Несмотря на единое представление об остеосклеротическом механизме патогенности фторидов, патология висцеральных органов и систем зачастую остаётся недостаточно диагностированной, что усугубляет течение и прогноз заболевания.

Среди обширной группы профессиональных заболеваний патология почек и мочевыводящих путей занимает относительно скромное место. Известно большое число факторов, которые при длительном воздействии, наряду с клинически выраженными основными признаками интоксикации, оказывают повреждающее действие на морфологическую структуру почек, обусловливая нарушения их функциональной активности [7, 8].

Информация о нефротоксичности фтористых соединений является достаточно разрозненной и неоднозначной, поскольку механизмы действия фтора многоплановы и не могут быть охарактеризованы однозначно [9, 10, 11, 12]. Так, по данным гисто-стереометрической оценки, в почках крыс в условиях хронической фтористой экспозиции проявляются системные изменения почечного кровотока, склонность к его шунтированию в более глубокие отделы коркового вещества, что индуцирует развитие длительной ишемизации и осложняется впоследствии интерстициальным фиброзом как корковых, так и медуллярных структур почек [3].

Специфическое изменение морфоструктуры почек в динамике фтористой интоксикации практически не определено [3, 8, 13]. Вместе с тем общеизвестно, что ХФИ на стадии развернутого патологического процесса сопровождается необратимыми изменениями в функциональной активности почек, однако ранние проявления морфологических сдвигов, направленных на поддержание основных гомеостатических показателей в условиях нарастающей фтористой нагрузки, изучены недостаточно. Понимание соответствующих изменений в морфофункциональной структуре почек позволят корректно и своевременно подойти к выбору средств ранней профилактики и диагностики ХФИ. В связи с этим целью исследования явилось экспериментальное изучение морфологической структуры почек в динамике фтористой интоксикации организма.

Материал и методы исследования. Эксперименты проведены на белых лабораторных крысах-самцах массой 200-250 г. Животных делили на 2 группы (с ХФИ, n=60 и интактную, n=40). Крыс содержали в стандартных условиях вивария при 12-часовом режиме освещения и свободном доступе к корму и воде. ХФИ моделировали свободным доступом крыс к раствору NaF в концентрации 10 мг/л (суточная доза 1,2 мг/кг массы тела), соответствующей ПДК по ГОСТу 2784-54. Эксперименты проводили в соответствии с международными правилами и «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных» (приложение к приказу МЗ № 755 от 12.08.1977, № 1179 от 10.10.1983).

После декапитации крыс, которая проводилась под эфирным наркозом, на 2-е, 4-е сутки и через 1, 3, 6, 9, 12 недель эксперимента, забирали образцы почек для морфологического исследования.

Гистологическому исследованию подвергали ткани почек, из которых по общепринятым методам [6] готовили срезы толщиной 5-7 мкм на ротационном микротоме МЗП-01 (Россия). Для фиксации тканей применяли нейтральный 10% формалин, проводку осуществляли в аппарате «Автогистолог АТ-4-М». Депарафинированные срезы окрашивали гематоксилином и эозином, пикрофуксином по Ван Гизону, что позволило четко проследить динамику дистрофических изменений в паренхиме почек. Микроскопирование гистологических препаратов проводили на «NiconEclipseE 200», с передачей цифрового изображения на монитор и обработкой в программе «BioVision 4.0».

Результаты. Почки, как основной эффектор системы регуляции водно-солевого обмена, включаются в патогенез хронических интоксикаций на самых ранних стадиях, поскольку крайне подвержены повреждающему воздействию негативных факторов среды, особенно в условиях интоксикации [2, 8].

хронический почка фтористый интоксикация

Рис. 1. Морфологические изменения ткани почек крыс на ранних сроках фтористого воздействия. Примечания: 1 - контроль; 2, 3 - опыт (1 неделя); 4 - опыт (3 недели). Окраска гематоксилин-эозином; Ч 40. Световая микроскопия. NiconEclipseE 200

Гистологические исследования ответной реакции на токсическое действие NAF показали органоспецифические изменения морфологического состояния почек различной степени выраженности в зависимости от сроков интоксикации. При микроскопическом исследовании почек у крыс контрольной группы большинство клубочков были одинаковых размеров, малокровными, малоклеточными, с тонкими базальными мембранами. Просвет капсул не был изменен. Канальцевый эпителий - кубический с незначительной зернистой дистрофией. Характерных изменений морфоструктуры почек на ранних сроках (2-е, 4-е сутки) не наблюдалось.

На 1-й неделе фтористой интоксикации клубочки были одинаковых размеров, просветы капсул несколько расширены, мезангиальные клетки в состоянии пролиферации минимальной степени, капилляры пустые. Эпителий канальцев в состоянии слабой зернистой дистрофии. В строме почек - отек слабовыраженного характера. Сосуды различного типа неравномерно полнокровны. Крупные артерии с несколько утолщенными стенками. Отдельные сосуды гиалинизированы.

В морфологии почек у животных опытной группы на 3-й неделе ХФИ определялись застойные явления, резко выраженное полнокровие сосудов и малокровие в капиллярах клубочковых петель, набухшие базальные мембраны, что объясняет сниженную фильтрационную способность клубочкового аппарата нефронов. Клубочки были одинаковых размеров, капсула тонкая, отдельные капиллярные петли расширены, полнокровны, клетки мезангия в состоянии пролиферативной активности минимальной степени выраженности (рис. 1).

На 3-й неделе приводящие/отводящие артериолы сохранялись без изменений. В эпителии канальцев - выраженная зернистая дистрофия. Определялись просветленные ядра, отсутствующие в отдельных клетках. Между канальцами в отдельных полях зрения отмечали разрастание тонких коллагеновых волокон с клетками фибропластического ряда. В области очагового фиброза канальцы были сдавлены, неправильной формы, встречались единичные лимфоидные элементы. В строме - очаговая периваскулярная лимфоцитарная инфильтрация. Крупные артерии с несколько утолщенными стенками. Отдельные сосуды гиалинизированы.

Следует отметить, что морфологическая картина зернистой дистрофии может отражать структурно-функциональные особенности органа, степень синтетической активности и внутриклеточной регенерации. Эти показатели можно отнести к ранним прогностическим критериям. Зерна белка появляются в клетках при усилении функции органа. В почках в первый период острой стадии нефротоксического гломерулонефрита зернистость цитоплазмы является морфологическим выражением гиперфункции и отражает адаптацию канальцевого аппарата нефрона в условиях повышенной проницаемости гломерулярного фильтра для белка, а также может быть проявлением дистрофического процесса [3].

На 6-й неделе избыточного поступления фтора в организм опытных крыс клубочки были одинаковыми, неравномерно полнокровными, просветы капсул уменьшены, стенки капилляров утолщены, отмечалась пролиферация клеток мезангия. Выявлено утолщение стенок приводящих артериол. Эпителий канальцев в состоянии выраженной зернистой дистрофии, большинство клеток лишено ядер. В просвете канальцев белковое содержимое, слущенный эпителий, местами - некротические массы, полностью закрывающие просвет канальцев. Проксимальные канальцы резко расширены. Между канальцами визуализировались тонкие соединительнотканные прослойки, диффузная лимфоцитарная инфильтрация. В строме - периваскулярная лимфоцитарная инфильтрация умеренного характера. Сосуды с утолщенными стенками и набухшим эндотелием.

На 9-й неделе интоксикации крыс фтором размеры клубочков были несколько увеличенными за счет утолщения стенок капилляров с признаками гиалиноза. Отдельные капиллярные петли представлены конгломератом с резко выраженной базофилией. Количество мезангиальных клеток увеличено. Просветы капсул сужены. Расширены просветы капиллярных петель с четко выраженными отложениями кальция. Канальцы с резко выраженной белковой дистрофией с явлениями нефронекроза. В части канальцев - эпителий низкого кубического типа (признаки регенерации), ядра оттеснены к базальной мембране, цитоплазма просветлена, в просвете канальцев - оксифильное содержимое. Между канальцев встречаются очаговые зоны фиброза, сосуды с утолщенными склерозированными стенками. В области фиброза, а также в периваскулярных пространствах наблюдается слабовыраженная лимфоцитарная инфильтрация.

Выявленные изменения морфоструктуры почек, в частности канальцевого аппарата нефрона, являются важными диагностическими признаками развития и прогрессирования хронических заболеваний почек токсического генеза и согласуются с данными ряда авторов о нефротоксическом эффекте поражения почек на стадии ХФИ [3, 13]. При проведении УЗИ почек металлургов со стажем работы до 5 лет в условиях избыточных концентраций фтора выявлены единичные случаи нефросклероза. С увеличением времени экспозиции фторидами до 15 лет отмечено развитие межуточного нефрита, нефросклероза, уменьшение коркового слоя почек [4, 7].

На 12-й неделе эксперимента архитектоника почек характеризовалась наличием участков патологически измененной ткани различной степени выраженности. Клубочки были увеличены за счет утолщения стенок капиллярных петель, отмечалась резко выраженная пролиферация клеток мезангия. Просветы капсул сужены, капиллярные петли неравномерно полнокровны. Эпителий канальцев утолщен, в состоянии выраженного нефронекроза, ядра не прослеживались. Подобные изменения свидетельствуют о нарушении резорбционной функции проксимального отдела нефрона и повреждении его противоточной концентрирующей системы. Встречались единичные участки компенсаторно-приспособительных регенеративных изменений канальцевого эпителия в виде уплощения нефроэпителия и большого количества низких кубических клеток (активная регенерация). На стадии хронического фтористого воздействия в строме выявлялись очаги диффузной лимфоцитарной инфильтрации, увеличение зон фиброза со сдавливанием канальцев. Стенки сосудов утолщены, склерозированы. В отдельных участках выявлены зоны периваскулярного фиброза с резко выраженной периваскулярной инфильтрацией. Определялось полнокровие сосудов микроциркуляторного русла.

Таким образом, экспериментальные данные свидетельствуют о том, что морфоструктура почек на ранних сроках фтористой экспозиции (1-3 недели) сохранялась. Морфологические изменения в почках носили адаптивный характер и сопровождались ядерным дуализмом, выраженной зернистой дистрофией на фоне полнокровия и утолщения стенок сосудов, пролиферации мезангиальных клеток, диффузной лимфоцитарной инфильтрации в строме. Уплощение нефроэпителия и увеличение числа низких кубических клеток свидетельствовали о гиперфункции, отражая адаптацию канальцевого аппарата нефрона. С 6-й недели, в переходный период, морфологическая картина характеризовалась компенсаторно-приспособительными реакциями в почках, активным регенераторным процессом на фоне нарастающих нарушений паренхиматозно-стромальных взаимоотношений и дистрофических изменений канальцевого эпителия. На 9-й неделе ХФИ ответная реакция организма сопровождалась напряженностью адаптивных механизмов. Морфологические нарушения в этот период подтверждают реакционное действие фтора прежде всего на мембранные структуры и ядерный аппарат. С 9-й недели патологические изменения в почках нарастали, однако регенераторные процессы сохранялись и сопровождались единичным увеличением числа низких кубических клеток (активная регенерация).

Экспериментальные исследования показали, что избыток фтора к концу экспериментальной ХФИ (12 недель) вызывает нарушение различных структур нефрона и сопровождается развитием нефронекроза, дегенеративными и дистрофическими изменениями, увеличением зон фиброза со сдавливанием канальцев и утолщением базальной мембраны клубочков. Принципиально важным в морфогенезе фторного повреждения почек является деструкция педикул и образование синехий между петлями гломерулярных капилляров, нередко срастающихся с париетальным листком боуменовой капсулы.

Выявленные морфологические изменения могут являться универсальными структурными маркерами нефротоксического действия фторидов и выступать в качестве определяющих критериев при назначении соответствующей органопротекторной коррекции и профилактики.

Список литературы

1. Абраматец Е.А. Клинические случаи профессиональной хронической интоксикации соединениями фтора // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. 2010. С. 73-76.

2. Барышников И.И., Лойт А.О., Савченков М.Ф. Экологическая токсикология. Иркутск: Изд-во Иркутского университета, 1991. 61 с.

3. Гайдаш А.А. Структура миокарда, легких, печени, почек и физико-химические свойства соединительной ткани под влиянием фтора и природного цеолита (экспериментальное исследование) / дис. … д-ра мед. наук. Новосибирск, 2005. 314 с.

4. Егорова А.М. Клинические особенности и риск развития мочекаменной болезни у металлургов // Урология. 2009. С. 15-19.

5. Захаренков В.В., Олещенко А.М., Данилов И.П., Суржиков Д.В., Кислицына В.В., Корсакова Т.Г. Новая медицинская технология профессионального риска для здоровья работников промышленных предприятий // Современные наукоемкие технологии. 2013. № 9. С. 136-139.

6. Коржевский Д.Э. Краткое изложение основ гистологической техники для врачей и лаборантов-гистологов. СПб.: Кроф., 2005. 48 с.

7. Латышевская Н.И., Егорова А.М. Условия труда современного металлургического производства как фактор риска нарушений мочевыделительной системы // Вестник Волгоградского государственного медицинского университета. 2005. № 4 (16) (Приложение). С. 8-11.

8. Михайлова Н.Н., Ядыкина Т.К., Казицкая А.С., Масленникова Е.Н. Влияние хронической фтористой интоксикации на парциальные функции почек и водно-солевой обмен // Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. 2009. № 1. С. 253-254.

9. Уланова Е.В., Фоменко Д.В., Кизиченко Н.В., Ядыкина Т.К., Масленникова Е.Н. Токсическое действие фторида натрия при экспериментальном флюорозе // Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. 2009. № 1. С. 275-277.

10. Уланова Е.В., Кизиченко Н.В., Масленникова Е.Н., Ядыкина Т.К. Применение витаминно-минерального комплекса «Золотой шар» для профилактики экспериментальной хронической фтористой интоксикации // Перспективы развития восстановительной медицины в Сибирском регионе / сборник тезисов Всероссийской научно-практической конференции. Новосибирск, 2009. С. 220-221.

11. Ядыкина Т.К., Михайлова Н.Н., Горохова Л.Г., Бугаева М.С., Казицкая А.С. Водно-солевой баланс и парциальные функции почек в динамике хронической фтористой интоксикации (экспериментальные исследования) // Фундаментальные и прикладные исследования по проблемам гигиены, медицины труда, экологии человека / материалы 51-й научно-практической конференции с международным участием «Гигиена, организация здравоохранения и профпатология» и семинара «Актуальные вопросы современной профпатологии». Новокузнецк, 2016. С. 150-159.

12. Ядыкина Т.К. Гепаторенальные механизмы поддержания гомеостаза в условиях воздействия на организм фторида натрия (экспериментальные исследования) / дис. ... канд. биол. наук. Томск, 2013.

13. Ядыкина Т.К. Экспериментальные исследования морфофункциональных изменений гепаторенальной системы в динамике фтористой интоксикации // Медицинский академический журнал. 2010. Т. 10, № 5. С. 42.

Размещено на Allbest.ru