Автореферат и диссертация по медицине (14.00.17) на тему:Эколого-физиологическое обоснование роли метаболизма в формировании гипоксических и ацидотических состояний

На правах рукописи

Сердцев Михаил Иванович

Эколого-физиологическое обоснование роли метаболизма в формировании гипоксических и ацвдотических состояний

14.00.17 — нормальная физиология 14.00.02 — анатомия человека

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук

Москва 1997

Работа выполнена на кафедре анатомии и физиологии человека и животных в Читинском государственном педагогическом институте им. Н. Г. Чернышевского.

Научный консультант:

академик РАМН, доктор медицинских наук, профессор Я. А. Агаджанян.

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор А. Г. Марачев доктор медицинских наук, профессор Л. Л. Колесников доктор медицинских наук, профессор М. П. Горшонтова

Ведущая организация:

Институт морфологии человека МЗ РФ

Защита состоится "_"_ 1997 г. в_часов на

заседании диссертационного совета Д 053.22.04 в Российском университете дружбы народов по адресу: 117189, Москва, ул. Миклухо Маклая, д. 6.

Автореферат разослан "_"_ 1997 года.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат медицинских наук,

доцент Я. В. Ермакова.

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Выяснение взаимосвязи и взаимозависимости между структурой и функцией кардиореспираторной системы и паренхиматозных органов в норме и, особенно, расшифровка механизма их поражений при нарушении метаболизма является одной из наиболее актуальных проблем.

Исходя из того, что структурно-функциональной единицей паренхиматозных органов является гистон: кровь — капилляр — межуточная соединительная ткань — паренхиматозная клетка, следует, что эта система обеспечивает жизнедеятельность и функцию паренхиматозных элементов, а следовательно, и функцию органа в целом. Важным, фактором регуляции обменных процессов в пределах данной системы является состояние микро- и ультрациркуляции, определяемой проходимостью капиллярной сети, проницаемостью стенки капилляров, межуточной соединительной ткани, оболочки и цитоплазмы паренхиматозных клеток, их основных органоидов — митохондрий и лизосом, состоянием цитоскелета (В. П. Казначеев, 1960—1969; Д. Д. Зербино, 1968—1971; А. М. Чернун, 1969— 1972; В. В. Куприянов, 1972; Г. Г. Автандилов, 1972; Н. К. Пермяков, 1973, 1982; В. В. Ерохин, 1987; 3. С. Баркаган, 1981, 1986, 1988; Г. А. Рябов, 1983, 1989; Н. Л. Шабалов и соавт., 1990; Ю. М. Васильев, 1995).

Клиническими наблюдениями и экспериментальными исследованиями установлено, что при развитии гипоксических и ацидотиче-ских состояний, имеют место различной степени острые поражения структуры и функций паренхиматозных органов, особенно легких и почек, нередко с развитием острой сердечно-легочной и почечной недостаточности (А. Я. Пытель, С. Д. Голигорский, 1963; Н. Т. Терехов, 1975; Bremer, 1975; М. Я. Студеникин, 1984; Hallman, 1985; Ruetner, 1986; В. В. Серов, К. Лапиш, 1989; Г. Л. Билич, Л. В. Назарова, 1994).

Возникающие при многих патологических процессах морфо-функциональные изменения представляют собой суммарный эффект-поражений структуры множества гистонов. При этом нарушения в большей и или меньшей степени захватывают все элементы гистона, что проявляется, в основном, в виде следующей триады: дистрофических изменениях паренхиматозных клеток; дезорганизации межуточной соединительной ткани (мухоидное набухание и фибриноид-ное превращение ее волокнистого компонента); развитии диссеми-нированного внутрисосудистого свертывания крови.

Подобные нарушения наиболее часто развиваются в экологически неблагоприятных местностях, где на организм воздействуют вредные факторы природного и антропогенного характера. В демографической динамике населения наиболее уязвимой оказывается система мать — плацента — плод, являющаяся одной из главных в репродуктивной функции.

По современным воззрениям, тромботические и геморрагические осложнения являются результатом клинической манифестации тромбогеморрагического синдрома, который у большинства больных протекает латентно, а в ряде случаев приобретает подосгрое или острое течение (М. С. Мачабели, 1970, 1981; 3. С. Баркаган, 1988; Д. Д. Зербино, Л. Л. Лукасевич, 1989).

За последние годы коагуляционный генез и фибринная природа диссеминированного микротромбоза доказанны. В то же время остается до конца не выясненным вопрос генеза дезорганизации межуточной соединительной ткани, дистрофических изменений паренхиматозных клеток и роль нарушения энергетического метаболизма при этом.

В отечественной и зарубежной литературе нет убедительных данных о том, что гиперлактацидемия и гиперкоагуляция ведут к поражению структуры и функций паренхиматозных органов через диссеминированный микротромбоз и обусловленную им гипоксию тканей. Против микротромбоза и вызванной им гипоксии тканей, как причины этих поражений, свидетельствует тот факт, что при несовместимой гемотрансфузии дистрофические изменения паренхиматозных клеток и соединительной ткани наблюдаются уже через 2—3 минуты (Н. М. Неменова, 1958), а, например, при гипоксии, вызванной перевязкой соответствующей артерии, заметные дистрофические изменения возникают лишь через 50—60 минут (11и(1о\У5к1, 1969).

Доказано, что гипоксия приводит к нарушению энергетического метаболизма и кислотноосновного состояния организма, В связи с этим возникает вопрос: а как влияют изменения энергетического метаболизма и нарушение кислотноосновного состояния на коагуляционный гемостаз и развитие деструктивно-дистрофических процессов в паренхиматозных органах, какова роль при этом неблагоприятных экологических факторов. Так вопрос в литературе пока не ставился, поэтому и ответа на него мы не нашли. Можно было предположить, что нарушение энергетического метаболизма и кислотноосновного состояния вызовут не только изменения в крови, но

и в других элементах гистона, то есть в межуточной соединительной ткани и в паренхиматозных клетках. И далее, если поражения структуры и функций паренхиматозных органов имеют метаболический генез и связаны с экологическими факторами, то в их профилактике эффективными должны быть нормализация энергетического метаболизма, кислотноосновного состояния и предотвращение воздействия вредных экологических факторов. Есть основания полагать, что в экологически неблагоприятных условиях указанные изменения в функциональных системах можно квалифицировать как отдельную нозолическую единицу — синдром "экологического напряжения" (В. В. Шакин, 1991), который проявляется в снижении уровня здоровья населения и средней продолжительности жизни.

Для проверки возникших предположений наиболее пригодными представляются экспериментальные модели таких патологических процессов, которые безусловно сопровождаются нарушением энергетического метаболизма и кислотноосновного состояния организма. С этой целью мы избрали внутривенное капельное введение раствора молочной кислоты, повышение концентрации которой в кровеносном русле приводит к нарушению энергетического метаболизма вследствие разобщения гликолиза и цикла Кребса, нарушению кислотно-основного состояния как внеклеточных жидкостей, так и внутриклеточной среды. О нарушении внутриклеточного кислотноосновного состояния можно судить косвенно на основании смещения рН эритролизата из крови данного органа. Для создания дыхательного ацидоза животные выдерживались в гиперкапни-ческой газовой среде. В клинических исследованиях мы брали случаи гибели новорожденных от гипоксических состояний и материал системы мать — плацента — плод от погибших в результате развития диссеминированного внутрисосудистого свертывания крови как осложнения токсикоза второй половины беременности • с учетом экологических условий среды обитания.

Все выше изложенное послужило основанием для выполнения настоящего исследования.

Целью работы являлось эколого-физиологическое обоснование основных закономерностей развития патологических процессов и морфофункциональных нарушений кардиореспираторной и дез-интоксикационно-выделительной систем при гипоксических и аци-дотических состояниях с учетом влияния неблагоприятных экологических факторов.

Задачи исследований:

1. Изучить в эксперименте на животных влияние нарушения энергетического метаболизма на изменения кислотно-основного состояния различных сред организма, активности основных ферментов энергетического метаболизма, системы коагуляционного гемостаза и фибринолиза, сосудистой стенки и периваскулярной соединительной ткани, а также паренхиматозных клеток и их органоидов (митохондрий, лизосом) органов кардаореспираторной и дезинток-сикационно-выделительной систем.

2. Проследить динамику газов, изменения коагуляционного гемостаза и кислотно-основного состояния артериальной и венозной крови при дыхании гиперкапническими газовыми смесями с нормальным содержанием кислорода.

3. Исследовать морфо-функциональные изменения системы коагуляционного гемостаза, органов кардиореспираторной и дезин-токсикационно:выделительной систем при гипоксии плода и новорожденного.

4. Выявить основные закономерности развития патологиче- • ских процессов в паренхиматозных органах системы мать — плацента — плод при гипоксических и ацидотических состояниях организма с учетом воздействия неблагоприятных факторов среды обитания.

5. Разработать научнообоснованные мероприятия по многофакторной профилактике нарушений и нормализации метаболизма.

Научная новизна

Новыми являются экспериментальные данные, отражающие изменения активности основных энзимов энергетического метаболизма в динамике развития метаболического ацидоза в различных органах кардиореспираторной и дезинтоксикационно-выделительной систем; закономерности изменения кислотно-основного состояния крови и эритролизата в регионах кровеносного сосудистого русла; дегрануляции тучных клеток и деструкции волокнистого компонента соединительной ткани; развитие деструктивно-дистрофических процессов в цитоплазме и органоидах паренхиматозных клеток.

Впервые в условиях Восточного Забайкалья показана связь развитии газового ацидоза изменений кислотноосновного состояния крови, коагуляционного гемостаза и фибринолиза, в зависимости от его глубины и продолжительности. При этом наблюдается фаза

компенсированной гиперкоагуляции, которая расценивается как предтромботическое состояние, переходящее с углублением ацидоза в тромбогеморрагический синдром с последующим развитием микротромбоза и кровоизлияний в околососудистую соединительную ткань, а также массивных кровотечений из магистральных сосудов.

Принципиально новыми являются обнаруженные факты, указывающие на взаимосвязь нарушения энергетического метаболизма с развитием Деструктивно-дистрофических процессов в системе мать — плацента — плод при развитии гипоксических и ацидотиче-ских состояний и роль вредных природно-климатических и антропогенных факторов среды обитания.

Научная и практическая значимость исследований

Результаты проведенного исследования свидетельствуют о том, что нарушение метаболизма сопровождается развитием неспецифических морфо-функциональных изменений в. системе коагуля-ционного гемостаза и фибринолиза, органах кардиореспираторной и дезинтоксикационно-выделительной систем, касающиеся как стромального, так и клеточного компонентов, а также их кровеносно-сосудистых элементов. Эти изменения являются универсальными и могут расцениваться как один из компонентов тонатогенеза.

Выявленные закономерности и характер воздействия на организм ацидоза, гиперкапнической газовой смеси, роль экологических факторов при развитии гипоксических и ацидотических состояний предложены для внедрения в клиническую практику. Полученные в результате комплексных эколого-физиологических и морфофунк-циональных исследований материалы позволяют выработать науч-нообснованные мероприятия по многофакторной профилактике нарушений и нормализации метаболизма. Неблагоприятные экологические факторы среды обитания воздействуют на энергетический метаболизм, вызывая развитие морфофункциональных нарушений основных тканей и систем организма, что отрицательно сказывается на состоянии здоровья населения и его репродуктивной функции.

Теоретический материал нашел применение в лекциях и практических занятиях по нормальной физиологии, анатомии, экологии для студентов педагогического и медицинского институтов и слушателей института повышения квалификации преподавателей. Эти материалы использованы на кафедрах экологии, в учебных пособиях по экологии для преподавателей и студентов высших учебных заведений медицинского и биологического профиля: "Природно-климатические условия среды обитания и здоровье населения Во-

5

сточного Забайкалья", "Экология, метаболизм, здоровье", "Экология Восточного Забайкалья", "Адаптация и резервы здоровья".

Основные положения, выносимые на защиту

1. Развитие ацидоза сопровождается нарушением энергетического метаболизма, газового состава и кислотноосновного состояния как внеклеточных жидкостей, так и внутриклеточной среды, а также основных органоидов паренхиматозных клеток.

2. В процессе развития гипоксических и ацидотических состояний происходит поражение структуры множества гистонов различных органов. Причем эти поражения в большей или меньшей степени захватывают все элементы гистона, что проявляется в ввде нарушения коагуляционного гемостаза, дезорганизации межуточной соединительной ткани, деструктивно-дистрофических изменений паренхиматозных клеток.

3. Морфо-функциональные изменения основных тканей и систем организма при развитии гипоксических и ацидотических состояний универсальны и неспецифичны. Они являются одним из' обязательных компонентов танатогенеза.

4. Неблагоприятные экологические условия среды обитания, воздействуя на основные физиологические системы организма, вызывают напряжение и срыв адаптации, а при постоянном и длительном воздействии ведут к снижению уровня здоровья и репродуктивной функции населения.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались на I и II Всероссийском съездах анатомов, гистологов и эмбриологов (Оренбург, 1982; Москва, 1988), VI Всесоюзном съезде анатомов, гистологов и эмбриологов (Ленинград, 1988), VII Всесоюзном научном симпозиуме "Сепсис" (Тбилиси, 1990), Международной конференции "Геоэкология и природные ресурсы бассейна верхнего Амура. Проблемы изучения и освоения" (Чита, 1991), VII Всероссийском симпозиуме "Эколого-физиологические проблемы адаптации" (Москва, 1994), Всероссийской научной конференции "Экологические интоксикации: биохимия, фармакология, клиника" (Чита, 1996).

Публикации: по теме диссертации опубликование 20 работ, из них 3 монографии и раздел в учебнике "Экология Восточного Забайкалья".

Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, выводов и списка используемой литературы. Она изложена на 279 страницах машинописных, иллюстрирована таблицами и рисунками. Список литературы содержит 378 источников, из них 206 отечественных и 172 иностранных авторов.

Материал, методы, объем и организация исследований

Выбор приемов, объем и география исследований диктовались поставленной целью и задачами работы. Было проведено 3 раздела исследований с созданием экспериментального метаболического и газового ацидоза на лабораторных животных (кошки, собаки); исследования морфофункциональных изменений кардиореспиратор- . ной и дезинтоксикационно-выделительной систем при гипоксиче-ских состояниях плода и новорожденного; исследования системы мать — плацента — плод при гипоксических и ацидотических состояниях с учетом биогеохимической ситуации и демографической динамики (рис. 1).

В первом разделе проведены исследования на кошках с экспериментальной моделью создания метаболического ацидоза посредством внутривенного капельного введения раствора молочной кислоты и достижением определенных параметров глубины и продолжительности ацидоза: первая серия рН 7,2; время действия 5, 15, 30, 120 мин; вторая серия рН 7,0; время — 5, 15, 30 и 120 мин; третья серия рН 6,8; время 5, 15, 30 и 120 мин; четвертая серия рН 6,5; время 5, 15, 30 и 120 мин. В каждой серии использовалось 10—12 животных, контрольную группу составили 12 кошек.

При достижении определенных параметров ацидоза животные забивались путем декапитации, а полученный материал подвергался гистохимическим, коагулологическим, электронномикроскопиче-ским, гистологическим и биотметрическим методам исследования. Пробы крови в процессе эксперимента отбирались каждые 5 минут из различных отделов сосудистой системы и проводились коагуло-логические исследования с целью проследить изменения коагуляци-онного гемостаза и фибринолиза в динамике развития ацидоза. Были применены следующие коагулологические методы: время рекаль-цификации плазмы (Bergerhof, Roka, 1954), протромбиновое время (Gnick, 1937), тромбиновое время (Srirmai, 1957), содержание фибриногена (Рутберг Р. А., 1948), концентрация фибриногена В (Cummine, Luons, 1947), фибринолиз (Kovarzuk, Buluk, 1954). Со

срезов паренхиматозных органов брались отпечатки на стекло и окрашивались n-нитротетразолием фиолетовым (Нарциссов Р. П., 1969). Кусочки органов после предварительной фиксации использовались для приготовления электронномикроскопических, полутонких и гистологических препаратов. Биометрическая обработка материала проводилась с помощью таблиц Стрелкова и счетной сетки Автандилова, усовершенствованной С. Б. Стефановым.

Для исследования влияния газового ацидоза были проведены эксперименты на собаках с вживленными зондами в магистральные сосуды при дыхани в течение 5 часов гиперкапнической газовой смесью рСОг = 15 и 46 мм. рт.ст., у которых изучали газовый состав и кислотноосновное состояние артериальной и венозной крови, изменения коагуляционного гемостаза. Опыты и обучение собак проводились в термокамере объемом 0,8 м3 фирмы "Tabai" с автоматическим режимом регуляции рСЬ, рСОг температуры и влажности.

Пробы крови анализировались на приборе "Микро-аструп" (Astrup, 1956).

При обработке экспериментальных данных и статистических, результатов использовалась автоматическая система имитационного моделирования на ЭВМ ЕС 1030.

Во втором разделе работы коагулологическими и электронно-микроскопическими методами исследовались пробы пуповинной крови, сердце, легкие, почки, печень от новорожденных, погибших от гипоксических состояний, причиной которых были: острой гипоксии — выпадение петель пуповины и прижатие их к стенкам родового канала, отслойка плаценты; хронической — легочно-сердечная недостаточность матери II—III степени.

В третьем разделе для исследования были использованы органы плода и матери (сердце, легкие, почки, печень, плацента), погибших от синдрома диссеминированного внутрисосудистого свертывания крови, развившегося как осложнение токсикоза второй половины беременности. Срок беременности был Ъ1—38 недель. Полученные кусочки органов фиксировали в жидкости Карнуа и фиксаторе Лил-ли, после чего из них приготавливались гистологические срезы, которые окрашивались по Вейгерту и гематоксилином + эозином. Исследования проводились с учетом природно-климатических и антропогенных факторов определенных географических территорий, где были собраны данные о заболеваемости населения, особенно его репродуктивной функции и демографической динамики (рис. 2).

Результаты исследований и их обсуждение

Влияние экспериментального ацидоза на морфо-функциональные изменения основных тканей и систем организма.

При анализе собственных экспериментальных данных показано, что метаболический и газовый ацидоз оказывает влияние на изменения кислотноосновного состояния крови, лимфы, цитоплазмы, активности основных ферментов энергетического метаболизма, газового состава венозной и артериальной крови, коагуляционного гемостаза и фибринолиза, реакции сосудов гемомикроциркуляции, сгромального и паренхиматозного компонентов кардиореспиратор-ной системы и основных паренхиматозных органов.

В серии опытов с развитием молочнокислого ацидоза у кошек, где рН артериальной крови достигался значений 7,2 в зависимости от различной его продолжительности наблюдалась мозаичосгь водородного показателя венозной крови и эритролизата из разных отделов сосудистой системы, а также лимфы из грудного протока. Наибольшее смещение рН в кислую сторону отмечалось в легочной вене, коронарном синусе и почечной вене, в то же время в воротной вене и печеночной, в лимфе из грудного протока водородный показатель оставался в пределах исходного уровня. Отмечалось повышение активности ферментов энергетического метаболизма.

Увеличение продолжительности ацидоза до 120 минут сопровождалось смещением рН венозной крови в кислую сторону во всех отделах сосудистого русла, а особенно в лимфе, где рН был 7,18±0,01. Выравнивание значений рН крови в различных отделах сосудистого русла при рН артериальной крови 7,0 и 6,8 наступало через 15—30 минутной продолжительности действия ацидоза, при этом более всего отмечалось смещение рН в кислую сторону лимфы из грудного протока (7,0—6,5 через 15 мин).

Наблюдалась определенная динамика значений рН разрушенных ультразвуком эритроцитов, взятых из разных отделов сосудистой системы при значениях рН артериальной крови 7,2; 7,0; 6,8 и продолжительности действия ацидоза 5, 15, 30, 120 минут. Эти данные свидетельствуют о том, что по мере увеличения концентрации молочной кислоты в артериальной крови происходит развитие внутриклеточного ацидоза, который раньше наступает в легких и сердце. Следовательно, развитие ацидоза начинается по времени в первую очередь в тех органах, которые наиболее чувствительны к нарушениям метаболизма и обладают наименьшими запасами ком-

пенсаторно-адаптивных механизмов. Это прежде всего легкие, сердце и почки.

Результаты исследования активности основных ферментов (ЛДГ, ФФК, СДГ) энергетического метаболизма свидетельствуют о том, что в начальные стадии развития молочнокислого ацидоза отмечалось резкое увеличение активности дегидрогеназ в кардиомио-цитах и нефроцитах проксимальных канальцев нефрона. По мере увеличения глубины и продолжительности ацидоза (рН 7,0; продолжительность 30 мин) было отмечено увеличение активности ферментов в гепатоцинах, но уменьшение в кардио- и нефроцитах. Дальнейшее увеличение ацидоза приводило к резкому снижению активности основных ферментов энергетического метаболизма ( р < 0,05).

Наряду с изменением кислотно-основного состояния во внеклеточных и внутриклеточных средах отмечались изменения коагу-ляционного гемостаза и состояние гемомикроциркуляции. Гемокоа-гуляционный гомеостаз способствует, а во многих случаях определяет состояние обменных процессов в тканях (Davieetal, 1964; Mac Farlan, 1966; О. К. Гаврилов, 1979, 1982 и др.). В клинических условиях нередко происходит рассогласование подсистем системы регуляции агрегатного состояния крови, вызывая те или иные виды коа-гулопатий.

Результаты исследования коагуляционного гемостаза и фиб-ринолиза в процессе развития метаболического ацидоза показали следующее. В начальной стадии развития ацидоза наблюдалась фаза гиперкоагуляции, которая сменялась гипокоагуляцией. При этом до определенных значений ацидоза (рН 7,2; продолжительность 5—30 мин) гиперкоагуляция протекала на фоне относительной стабильности содержания фибриногена крови. Это можно расценивать как. компенсированную фазу гиперкоагуляции, протекающую с одновременным усилением фибринолиза. По мере нарастания ацидоза гиперкоагуляция переходила в декомпенсированную фазу, сопровождающуюся падением фибриногена, а затем — в гипокоагуляцию и израсходование фибриногена и фибрина. Это состояние гемостаза сопровождалось геморрагическим компонентом коагулопатии.

Дальнейшее повышение глубины ацидоза до значений рН артериальной крови 7,0—6,8 в зависимости от его продолжительности сопровождалось следующими изменениями основных показателей коагуляционного гемостаза и фибринолиза: максимальное укорочение времени рекальцификации плазмы было через 15 минут про-

должительносги, которое резко возрастало после 120 минут; тром-биновое время уменьшалось до минимального значения после 15-минутной экспозиции ацидоза; концентрация фибриногена при данных значениях рН артериальной крови постепенно снижалась и после 120 минут наблюдалась афибриногенемия; концентрация продуктов деградации фибриногена и фибрина наибольшей была после 30-минутной продолжительности, а дальнейшее увеличение ацидоза приводило к тому, что проба с р-нафтолом не образовывала сгустка и осадка.

Таким образом, изменения коагуляционного гемостаза и фиб-ринолиза при развитии метаболического ацидоза укладываются в рамки развития тромбогеморрагического синдрома.

В результате проведенных исследований кислотноосновного состояния, газового состава артериальной и венозной крови из магистральных сосудов, показателей коагуляционного. гемостаза у собак, находящихся на протяжении 4—5 часов в гиперкапнической среде, рН артериальной крови существенно понижался относительно контрольных величин (с 7,40+0,01 в контроле до 7,35±0,012 на втором и 7,36±0,008 на третьем часу; р < 0,05). В венозной крови наблюдались аналогичные изменения, но статистически они были не значимы, поэтому можно было судить лишь о тенденции к снижению водородного показателя. Наряду с изменениями кислотно-основного состояния наблюдались изменения газового состава венозной й артериальной крови. Так, раСЬ в артериальной крови по сравнению с контролем уже к 1-му часу воздействия увеличивалось с 88,3±2,0 мм рт. ст. до 103,5±5,3 мм рт. ст. (р < 0,05). В венозной же крови на протяжении всего эксперимента рСЬ держалось на весьма стабильных цифрах. Артери-венозная разница возрастала за счет увеличения раСЬ на 1 -ом часу воздействия, снижаясь к 4-му часу.

Напряжение СОг в артериальной и венозной крови претерпевало следующие изменения: в артериальной крови на 1-ом часу воздействия раСОг было выше, чем в контрольной серии экспериментов (31,6±1,9 мм рт. ст. в контроле и 35,9+1,3 мм рт. ст. СОг в опыте; р< 0,05), на 2-ом часу пребывания животных в гиперкапнической атмосфере рост раСОг прекращался и относительно стабилизировался до конца эксперимента. В венозной крови рССЬ существенной динамике не подвергалось.

Пребывание собак в гиперкапнической атмосфере сопровождалось укорочением времени рекальцификации плазмы, (178±6,5 сек — исходное значение, 142±8,7 сек — ко 2-му часу; р< 0,001).

Увеличение продолжительности действия гиперкапинии приводило к незначительному увеличению времени рекальцификации, но при этом не обнаруживалось снижение количества фибриногена, а следовательно не происходило его потребление, что подгвержда-ается результатами отрицательной пробы на фибриноген В.

Особенно отчетливо проявлялась активация фибринолиза. Скорость растворения эуглобулинового сгустка в контроле была 177+14 минут, а после четырехчасового пребывания в камере фиб-ринолиз резко возрос и составил 61±5 мин (р < 0,001).

В наших исследованиях в условиях эксперимента на животных с искусственным созданием повышенной концентрации молочной кислоты в крови изучались морфо-функциональные изменения кар-диореспираторной системы на органно-клеточном и субклеточном уровнях.

Были проанализированы изменения функции дыхательной (частота дыхания) и сердечной (частота сердечных сокращений) деятельности в динамике развития молочнокислого ацидоза. В процессе развития экспериментального молочнокислого ацидоза было от--мечено, что при рН артериальной крови 7,2 максимальное число сердечных сокращений после 15-минугной экспозиции достигало 227±12 уд/мин, а затем, по мере увеличения продолжительности ацидоза,, наблюдалось снижение числа сердечных сокращений, и после 120 минут оно становилось меньше исходного уровня. При рН 7,0—6,8 артериальной крови до 5—15 минутной экспозиции отмечалось увеличение, которое затем сменялось значительным и резким снижением числа сердечных сокращений.

. Эти данные позволяют сделать вывод о том, что в начальные стадии развития ацидоза происходит усиление функциональной деятельности сердца, которое затем, при увеличении глубины и экспозиции ацидоза, сменяется резким угнетением его функциональных возможностей.

Анализ гистологических и электронно-микроскопических данных с препаратов сердца в динамике развития ацидоза свидетельствует о том, что при рН артериальной крови 7,2 и продолжительности 5—15 минут изменяется конфигурация мембран энДотелиаль-ных клеток капилляров миокарда. В ядрах эвдотелиоцитов гранулярные компоненты кариоплазмы скапливаются около внутреннего листка ядерной оболочки. Цистерны и канальцы эндоплазматиче-ского ретикулума расширены. Матрикс большинства митохондрий просветлен, а кристы укорочены, некоторые редуцированы. Про-

слеживается отслоение тонкой части эндотелиоцитов от базального слоя капилляров. Базальный слой капилляров выглядит набухшим. Отмечен незначительный отек периваскулярной соединительной ткани.

Заметных изменений в кардиомиоцитах не отмечалось, за исключением набухания и просветления цитоплазмы и уменьшения количества гликогена.

Увеличение глубины и продолжительности ацидоза сопровождалось усилением изменений указанных ультраструктур. После 30—120-минутной экспозиции гранулы гликогена полностью отсутствуют. На гистологических препаратах этой серии опытов выявляются мелкоочаговые участки дистрофически измененных мышечных клеток.

Дальнейшее увеличение ацидоза сочеталось с распространенностью деструктивно-дистрофических процессов. В наружных и внутренних слоях миокарда отмечалась диффузная мелкокапельная жировая дистрофия цитоплазмы миокардиоцитов.

Таким образом, по мере развития ацидоза наблюдаются мор-фо-функциональные изменения сосудисто-паренхиматозных компонентов миокарда, которые наблюдаются и при чрезмерных физических нагрузках. При этом отмечалась строгая последовательность и постепенность развития деструктивно-дистрофических изменений в зависимости от глубины и продолжительности ацидоза.

Отмечались морфо-функциональные изменения сосудисто-стромальных и эпителиальных компонентов в легких, которые выражались проявлением циркуляторных и деструктивно-дистрофических процессов в капиллярах перикапиллярной соединительной ткани и сгромально-эпителиальных элементах альвеол.

В начальных стадиях отмечалось резкое увеличение частоты дыхательных движений, а затем, по мере увеличения ацидоза, наблюдалось угнетение фукции дыхания. Морфологические изменения в легких в начальной стадии ацидоза проявлялись асимметрией микроциркуляторного русла межальвеолярных перегородок, где диаметры венул и прекапилляров, по сравнению с исходным уровнем, увеличивались в 2—3 раза (р < 0,001), наряду с уменьшением диаметра артериол. В них появлялись эритроцитарные сладжи, а с увеличением ацидоза наблюдались кровоизлияния в периваскуляр-ную соединительную ткань и участки плевры.

Дистрофические изменения наблюдались в периваскулярной соединительной ткани и сгромальных элементах альвеолокапилляр-

ной мембраны, которые выражались в фибриноидном набухании и некрозе ретикулярных и коллагеновых волокон, отеке аморфного вещества базальных мембран капилляров. При этом наблюдалась резкая дегрануляция тучных клеток, расположенных около кровеносных сосудов. Это можно расценивать как компенсаторную реакцию, направленную на предотвращение развития тромботического компонента коагулопатий.

Уже в начальной стадии развития ацидоза наблюдалась отслойка тонкого отдела альвеолоцитов I типа от базального слоя аэрогематического барьера, а затем изменения цитоплазмы и основных органелл. В пневмоцитах II типа появлялись конгломераты ос-миофильных пластинчатых телец с дегенерацией пластин, что свидетельствовало о нарушении синтеза сурфактанта.

Прогрессирование ацидоза приводило к развитию распространенных дегенеративных изменений ткани легкого, выражающихся в нарастании периваскулярного отека, фибриноидном некрозе основного вещества и волокон неклеточного компонента соединительной ткани, дистрофических изменений альвеолоцитов.

Таким образом, при развитии экспериментального лактат-адидоза в ткани легкого и его сосудистом русле возникают морфо-функциональные изменения аэрогематического барьера, приводящие к нарушению различных компонентов транспорта кислорода и углекислоты, снижению синтезирующей функции легкого. Это может приводить к развитию гипоксии в начальных стадия* ацидоза, отдельных тканей и органов, а затем развитию гипоксического состояния всего организма, с последующим присоединением гипокси-цидоза.

При развитии экспериментального молочнокислого ацидоза наблюдались определенные морфо-функциональные изменения различных компонентов дезинтоксикационно-вьщелительной системы.

Особого внимания в функциональной морфологии печени заслуживают доказательства наличия в печени клеточных коопераций, состоящих из гепатоцита, эндотелиоцита, звездчатого ретикулоэн-дотелиоцита, липоцита (Серов В. В., Лапиш К., 1989). Клеточная кооперативная система печени служит гомеосгазу печеночной дольки и подчинена сложной специализированной функции выполняемой гепатоцитом. Известна тесная связь гепатоцита со звездчатым ретикулоэндотелиоцитом и другими клетками в метаболической функции.

В наших исследованиях на препаратах печени, полученных из органов контрольной группы лабораторных животных, гепатоциты представляют собой полигональную клетку с минимальным диаметром 11±3 мкм и максимальным — 31±2мкм. Четко контурирутот-ся их синусоидальный и билиарный полюса. Каналикулярная часть плазмалеммы формирует небольшое количество микроворсинок, выступающих в просвет желчного канальца.

Ядро гепатоцита округлой формы диаметром 6—9 мкм расположено в центральных отдел.-« клетки. В нуклеоплазме различается мелкодисперсный умеренной электронной плотности эухроматин и гетерохроматин, который имеет более высокую электронную плотность.

Цитоплазматическая сеть в гепатоцитах хорошо развита и вы- . деяяется в виде ограниченных мембранами канальцев и везикул.

Митохондрии в гепатоцитах обычно округлой и удлиненной формы с поперечным размером 1—0,5 мкм, содержат небольшое число узких, радиально расположенных, коротких крист и элек-тронноплотный гранулированный матрикс. Основная масса митохондрий свободно располагается в околоядерной зоне гепатоцитов.

Соединительнотканный'остов печени составляют портальные тракты, связанные с капсулой и проходящие от ворот печени в глубь органа. Соединительнотканные элементы имеют коллагеновые, ретикулярные и эластические волокна. В портальных трактах располагаются триады, состоящие из артериол, венул и желчных протоков.

На препаратах печени, полученных от животных из серии с рН артериальной крови 7,2 и продолжительности действия ацидоза 5—15 минут, встречаются мелкие очаги с расширенными синусоидами. Гепатоциты этих очагов выглядят набухшими, их цитоплазма просветлена, что свидетельствует о повышении их активности. Ядра увеличены в размерах, в них заметна конденсация и маргинация хроматина. Канальцы эндоплазматической сети расширены и оттеснены из перинуклеарной зоны. Наряду с нормальными митохондриями встречаются набухшие с просветленным матриксом и отдельными гомогенизированными гребешками.

Увеличение продолжительности ацидоза до 30—120 минут ведет к появлению участков с резко расширенными переполненными эритроцитами синусоидами. Эти участки захватывают несколько рядом расположенных печеночных долек и чередуются с очагами малокровных синусоидов. Отмечается выраженный спазм артериол

портальных трактов, сопровождающийся фрагментарными повреждением внутренней эластической мембраны и частичным отслоением эндотелия. В расширенных и переполненных кровью синусоидах встречаются тяжи фибрина, склеенные эритроциты. В цитоплазме гепатоцитов наблюдалось резкое уменьшение и исчезновение гранул гликогена, в большинстве из них цитоплазма заполнена мелкими жировыми вакуолями. Большинство митохондрий этих гепатоцитов имели просветленный матрикс и очаги деструкции крист.

На препаратах из серии опытов с рН артериальной крови 7,0 и продолжительности 15—30 минут отмечались мелкие очаги некроза гепатоцитов, дегенерации соединительнотканных элементов печени, которые с увеличением продолжительности до 120 минут становились более распространенными и захватывали несколько долек. В перисинусоидальных пространствах таких очагов встречались гемо-лизированные эритроциты и сгустки денатурированного белка. В портальных трактах отмечались кровоизлияния, захватывающие в вещество печени.

Увеличение глубины ацидоза до значений рН артериальной крови 6,8—6,5 уже при 5—15-минутной продолжительности сопровождалось появлением гидропической и жировой дистрофии цитоплазмы гепатоцитов и звездчатых эвдотелиоцитов. Хроматин в ядрах клеток печени конденсирован и расположен около кариолеммы в виде отдельных осмиофильных скоплений. В цитоплазме абсолютного большинства гепатоцитов отмечалось исчезновение гранул глиногена, канальцы эндоплазматической сети были представлены отдельными фрагментами или крупными просветленными вакуолями, занимающими весь профиль клетки. Митохондрии в таких гепа-тоцитах вакуолизированы, с гомогенизированными кристами и фрагментарным повреждением наружной и внутренней мембран. Матрикс митохондрий имеет хлопьевидные скопления материала. Аналогичные структурные изменения отмечались в синусоидальных клетках.

Коллагеновые и ретикулярные волокна периваскулярной соединительной ткани подвергаются фибриноидному набуханию и парциальному фибриноидному некрозу.

Таким образом, в процессе развития экспериментального лак-тат-ацидоза в начальные стадии (рН 7,2; время 5—15 минут) отмечены признаки повышения функциональной активности гепатоцитов и синусоидальных клеток вместе с повышением коагуляционно-го потенциала крови в сосудистом русле органа. По мере нараста-

ния глубины и продолжительности ацидоза появляются очаги повреждения деструктивно-дистрофического характера, которые можно считать обратимыми. В кровеносном русле органа наблюдается проявление различных вариантов коагулопатии. Глубокий и продолжительный ацидоз вызывал появление некротических очагов печеночной ткани, обширных кровоизлияний в портальные тракты и вещество печени. Эти процессы охватывают несколько долек, а затем приобретают более распространенный характер.

Почки являются одним из органов, регулирующих постоянство внутренней среды организма. Острая дисфункция почек в настоящее время привлекает пристальное внимание клиницистов (Е. М. Мареев, 1972; Н. Т. Терехов, 1978; Н. К. Пермякова, Л. Н. Зимина, 1982; Г. А. Рябов, 1989).

В собственных исследованиях на препаратах из контрольной группы животных прослеживаются все компоненты нефрона, кровеносные сосуды, соединительнотканные элементы.

В контроле нефроциты проксимальных канальцев крупные цилиндрической формы со щеточной каймой на апикальной поверхности, имеют большое количество, митохондрий, которые заполняют инвагинаты цитолеммы и ориентированы своим длинни-ком по направлению к ядру клетки. Эпителий дистальных извитых канальцев не имеет щеточной каемки, в цитоплазме значительно меньше митохондрий и лизосом. Эпителий петлевых канальцев представлен уплощенными клетками, с немногочисленными митохондриями.

На препаратах почек из серии экспериментальных животных с рН артериальной крови 7,2 уже через 5 минут воздействия ацидоза наблюдался перитубулярный и периваскулярный отек. Отмечено уменьшение диаметра просвета канальцев проксимального отдела нефрона (р < 0,005). В отдельных почечных тельцах видно скопление жидкости в просвете капсулы и перикапсулярном пространстве. Гломерулярные капилляры и сосудистая ножка клубочка резко спазмированы. Увеличение продолжительности ацидоза до 15—30 минут сопровождалось появлением сладжированных эритроцитов в просвете гломерулярных и перитубулярных капилляров. В таких капиллярах заметно слущивание эндотелиоцйтов с базального слоя. Нефроэпителий отдельных проксимальных канальцев подвержен апикальному некрозу цитоплазмы, деструкции и десквамации щеточной каемки. В просвете проксимальных канальцев встречались скопления клеточного детрита. Дальнейшее увеличение продолжи-

тельности ацидоза до 120 минут сопровождалось усилением и распространенностью деструктивно-дистрофических процессов, касающихся стенки гломерулярных и перитубулярных капилляров, нефроэпителиоцитов различных отделов нефрона, подоцитов и эпи-телиоцитов капсулы, а также соединительнотканных компонентов коркового и мозгового вещества почки. При этом нефроциты проксимальных канальцев значительно уменьшены в размерах, выглядят уплощенными, ядра их сморщены, а в отдельных участках препаратов наблюдался лизис ядер нефроцитов. Митохондрии в этих эпителиоцитах набухшие, в их матриксе располагаются хлопьевидные электронноплотные сгустки, кристы их деформированы и дезориентированы. Некоторые митохондрии выглядят в виде вакуолей, взвешенных в оптических пустых пространствах цитоплазмы. В эпителиоцитах наиболее сохраненных отделов нефрона отмечена гидропическая дистрофия цитоплазмы. С увеличением ацидоза процессы гидропической и зернистой дистрофии цитоплазмы захватывают нефроциты дистальных канальцев и собирательных трубочек. Петлевые канальцы переполнены жидкостью, их просвет увеличивается по. сравнению с контролем в 3—4 раза. В большинстве сосудов почечных клубочков отмечена выраженная вакуолизация эн-дотелиоцитов и отслоение тонкого отдела клеток от базального слоя капилляров. Коллагеновые и ретикулярные волокна перивас-кулярной и перитубулярной соединительной ткани подвержены фибриноидному набуханию и фибриноидному некрозу.

Данные гистохимического исследования свидетельствуют о накоплении ШИК-позитивного материала во всех базальных мембранах нефрона. В большей степени это касается внутреннего листка капсулы почечного тельца.

Таким образом, при развитии экспериментального лактат-_ ацидоза отмечена динамика морфо-функциональных изменений в различных отделах нефрона, выражающаяся в развитии периваску-лярного и перитубулярного отека, появлении дистрофических процессов в нефроэпителиоцитах и их органоидах-митохондриях. Следует отметить, что первоначально в деструктивно-дистрофические процессы вовлекаются нефроциты проксимальных отделов нефрона, во вторую очередь — дистальных, а затем в процесс вовлекаются эпителиальные и сгромальные структурные компоненты других отделов нефрона.

Морфо-функциональные изменения основных тканей и систем органов при гипоксических состояниях плода и новорожденного

Для более полного отражения роли киетотаоосновного состояния, энергетического метаболизма и гемокоагуляции нами были проанализированы клинические наблюдения при гипоксии плода и асфиксии новорожденного.

Факт ацидотической реакции крови и умеренный ацидоз у новорожденных в настоящее время считается своеобразным физиологическим условием его развития, связанным с особенностями протекания обменных процессов (Иято, РщЬ, 1982; Шабалов Н. П., Ярославский В. К., Ходов Д. А., Любименко В. А., 1990).

Асфиксия и гипоксически-травматические повреждения мозга остаются ведущей причиной смерти детей в перинатальном периоде. При асфиксии новорожденных поражается весь организм с неразрывной патогенетической связью отдельных звеньев патологического процесса, вызванных гипоксией и нарушением гемодинамики, возникшими еще внутриутробно.

Нами было исследовано кислотноосновное состояние, некоторые параметры коагуляционного гемостаза, морфо-функциональные изменения кардио-респираторной и дезинтоксика-ционно-выделительной систем у новорожденных, погибших от действия длительной гипоксии во время беременности и от острой асфиксии в родах различной степени тяжести.

Наблюдения показали, что у родившихся в острой тяжелой и средней тяжести асфиксии рН пуповинной крови соответственно, был 7,12±0,1 и 7,22±0,05. В пробах крови отмечена положительная реакция с р-нафтолом, свидетельствующая о наличии в плазме крови продуктов деградации фибрина и фибриногена, время рекальци-фикации плазмы снижено (р < 0,05), уровень фибриногена оставался в пределах нормы или имел тенденцию к снижению, тромбиновое время укорачивалось (р < 0,001).

Электронно-микроскопические и гистологические исследования патологоанатомического материала показали наличие морфологических изменений циркуляторного и дистрофического характера в различных отделах гистона кардио-респираторной и .дезинток-сикационно-выделительной систем. Степень этих нарушений и распространенность процесса зависят от характера и глубины перенесенного гипоксического состояния.

На препаратах сердца новорожденных, погибших в результате перенесенной острой интранатальной гипоксии, отмечены мелкие

очаги миоцитолиза, дистрофические изменения цитоплазмы эндоте-лиоцитов микроциркулярных кровеносных сосудов и эндокарда. Митохондрии в этих эндотелиоцитах набухшие с расправлением и деструкцией крист, очаговыми просветлениями матрикса. Назальные мембраны сосудов микроциркуляции неравномерно утолщены, отмечено очаговое разжижение основного вещества базальных мембран, десквамация эндотеяиоцитов с базальной мембраны, выраженный периваскулярный и интерстициальный отек.

На материале от новорожденных, погибших от действия соче-танной асфиксии, отмечен значительный отек межуточной соединительной ткани, переполнение венозного отдела гемомикроциркуля-ции кровью, дистрофические изменения коридомиоцитов и эндоте-лиоцитов, множественные мелкоочаговые кровоизлияния.

Электронно-микроскопические исследования препаратов из материала легких новорожденных, погибших от острой внутрима-точной гипоксии, показали нарушение структурной целостности альвеолокапиллярной перегородки, выражающиеся в неравномерном утолщении и очаговом просветлении базального слоя, набухании альвеолоцитов и эндотеяиоцитов. Тонкая часть альвеолоцитов деструктурирована и спущена с базальной мембраны. Осмиофиль-ные пластинчатые тельца пневмоцитов II типа набухшие и гомогенизированные, в них не прослеживается ход пластин. В цитоплазме эндотеяиоцитов отмечена выраженная белковая зернистость, отдельные канальцы эндоплазматической сети переполнены жидкостью и образуют крупные просветленные вакуоли.

У погибших от хронической внутриматочной гипоксии на гистологических препаратах отмечены значительной величины участки легких с нерасправленными альвеолами. В большинстве спаявшихся альвеол имелась белковая жидкость с примесью эритроцитов. В случаях тяжелой асфикции встречались обширные кровоизлияния в околососудистую соединительную ткань. Участки легких с нерасправленными альвеолами перемежались с участками эм-физематозно перерастянутых альвеол.

У всех групп исследованных новорожденных, погибших от ги-поксических состояний, отмечалась различной степени выраженности асимметрия гемомикроциркуляции легких. Выявлено, что при острой внутриматочной гипоксии плода отмечался спазм сосудов приносящего отдела гемомикроциркуляции и резкое увеличение диаметров просвета сосудов выносящего отдела в результате переполнения венозной кровью. При этом в большинстве сосудов у пе-

ренесших острую гипоксию наблюдался сладж-феномен. При хронической гипоксии на первое место выступают геморрагические компоненты коагулопатии.

Исследования гистологических и электронно-микроскопических препаратов печени из группы новорожденных, погибших от острой внутриматочной гипоксии, показали наличие очагов дистрофической дегенерации гепацитов и синосуидальных клеток.

В группе новорожденных, погибших от сочетанной асфикции, эти процессы более выражены и имеют распространенный характер. При этом часто встречаются кровоизлияния в соединительнотканные образования портальных трактов и капсулу печени.

На препаратах из материала почки новорожденных, погибших в результате действия острой гипоксии, отмечен спазм приносящих и выносящих артерий почечного клубочка, спазм капилляров почечного тельца. В нефроцитах проксимальных канальцев отмечена деструкция и десквамация щеточной каемки, набухание и дезориентация митохондрий.

На материале новорожденных, погибших от сочетанной ас-фикции, отмечены помимо дистрофических изменений нефроцитов проксимальных канальцев кровоизлияния в лерйтубулярную соединительную ткань. Перитубулярные кровеносные капилляры переполнены агрегированными эритроцитами, отмечен отек периваску-лярных пространств.

Таким образом, данные клинических исследований свидетельствуют о том, что от протекания беременности и родов существенно зависит состояние коагуляционного гемостаза, кардио-респираторной и дезинтоксикационно-вьщелительной систем новорожденных. Изменения в свертывающей и противосвертывающей системах у детей, развивавшихся в условиях гипоксии, рассматриваются как признаки коагулопатии потребления. Таким детям угрожают аклюзии сосудов, кровотечения и ишемические повреждения тканей органов кардио-респираторной и дезинтоксикационно-выделительной систем. Осложненные условия внутриутробного развития, сопровождающиеся гипоксией и ацидозом, приводят к отставанию развития легочной паренхимы, нарушению образования сурфактанта. Глубокие метаболические нарушения приводят к изменениям сократительной способности миокарда. Возникновению энергетически динамической недостаточности сердца при асфикции способствуют: тканевая гипоксия, повышенное сопротивление кровотоку в легких, как вследствие спазма артерий, так и изменения

объема циркулирующей крови и ее компонентов, а также изменения реологических свойств крови. Дистрофические изменения гепацитов и нефроцитов провоцируют возникновение печеночной и почечной недостаточности. При тяжелой гипоксии создаются условия, способствующие прогрессирующему поражению сердечно-сосудистой системы, легочной и выделительной систем организма новорожденного.

Морфо-функциональные изменения в системе мать — плацента — плод при гипоксических и ацидотических состояниях

Клинические наблюдения показывают, что различные заболевания матери во время беременности и осложнения в родах могут оказаться причиной возникновения интранатальных и постнаталь-ных поражений внутренних органов новорожденных, особенно ле-гочно-сердечной и выделительной систем (Т. П. Жукова, 1987; НаНтап, 1980; Яато, 1984; М. Я. Огуденкин, 1989). В условиях осложненной беременности могут возникнуть отклонения в развитии паренхиматозных органов, при этом определенные воздействия оказывают неблагоприятные факторы внешней среды обитания, так как эти органы наиболее подвержены неблагоприятному их воздействию. Нарушение здоровья беременной под влиянием факторов внешней среды часто сопровождаются изменением функционального состояния плаценты и, как следствие, повышением ее проницаемости для повреждающих агентов внешней среды (Д. Н. Дегтярев, С. О. Рогаткин, Н. Н. Володин, 1994).

На материале (кровь, кусочки паренхиматозных органов), взятом от матери и плода, погибших от синдрома внутрисосудистого свертывания крови как осложнения позднего токсикоза беременности, было изучено состояние коагуляционного гемостаза у плода и матери, клеточного и соединительнотканного компонентов" паренхиматозных органов (легкие, почки, селезенка, печень), плаценты.

Исследования проб крови плода и матери показали, что время свертывания цельной крови увеличено как у плода так и у матери (сгусток не образовывался), проба со стандартным тромбином также не образовывала сгустка, что свидетельствовало об афибриноге-немии. Водородный показатель пуповинной крови и периферической крови матери был соответственно 7,11±0,5 и 7,32±0,1.

Результаты электронно-микроскопического и гистологического исследования материала легких матери и плода свидетельствова-

ли о развитии нарушения микроциркуляции в легких вследствие венозного переполнения выносящего отдела сосудов гемомикроцир-куляции. Были отмечены нарушения дистрофического характера, эпителиальных и соединительнотаанных компонентов аэрогемати-ческого барьера, выражающиеся в слущивании пневмоцитов с ба-зальной мембраны, их дистрофического повреждения, а также эндо-телиоцитов капилляров легких. В просвете альвеол постоянно встречались скопления эритроцитов, отмечен интерстициальный и внутриальвеолярный отек, а также значительно выраженный отек периваскулярной соединительной ткани. В просветах капилляров и венул отмечен сладж эритроцитов и прилипание их к стенке сосудов, обширные кровоизлияния в плевру и околососудистые пространства. На препаратах из легких плода отмечено нерасправление альвеол, дистрофические изменения цитоплазмы пневмоцитов. Пластинчатые осмиофильные тельца пневмоцитов II типа с нерас-правленными слипшимися пластинами, свидетельствующие о нарушении синтеза сурфактанта. В просвете раскрывшихся альвеол лежат обломки клеток, гранулярный материал, отдельные органеллы, эритроциты, тромботические массы. Местами вещество легко пропитано кровью.

Электронно-микроскопическое исследование материала почек плода и матери свидетельствует о дистрофических изменениях клу-бочкового и канальцевого компонентов нефрона, а также неклеточного компонента стромы почки. Подоциты набухшие, цитоплазма просветлена, часто встречается секвестрация псевдоподий, хроматин в ядрах подоцитов конденсирован, принимает краевое расположение, митохондрии набухшие и просветлены. Базальная мембрана капсулы неравномерно утолщена вследствие отека, субподоцитар-ное пространство расширено. Нефроциты проксимального отдела нефрона отечны, щеточная каемка у абсолютного большинства клеток деструктурирована, в цитоплазме отмечена вакуолизация, митохондрии набухшие и образуют конгломераты. Эпителиоциты петлевых и дистальных канальцев просветлены и увеличены в размерах. Ядерно-цитоплазматический индекс свидетельствует о значительном отеке цитоплазмы. Перитубулярная соединительная ткань подвержена фибриноидному набуханию и фибриноидному некрозу ее волокнистого компонента. В просвете канальцев наблюдались профили мембран, секвестры апикальных полюсов нефроэпителиоцитов.

Таким образом, при токсикозе второй половины беременности, осложненном тромбогеморрагическим синдромом, разви-

ваются дистрофические процессы, приводящие к нарушению структуры аэрогематического и фильтрационного барьеров.

Исследование препаратов селезенки матери и плода показало наличие признаков внутрисосудистой коагуляции крови, которые обнаруживались в артериолах, венулах, синусоидах и в центрах лимфоидных узелков. Отмечены множественные кровоизлияния в пульпу органа и в подкапсулярные пространства, плазматическое пропитывание стенки кровеносных сосудов, периваскулярный отек с нарушением околососудистой соединительной ткани.

Внутрисосудистая коагуляция, кровоизлияния и дистрофические изменения цитоплазмы гепатоцитов отмечены на препаратах печени.

На гистологических препаратах плаценты видно венозное полнокровие, стаз эритроцитов в кровеносных сосудах ворсин, ин-терстициальный отек и деструктивные изменения соединительнотканного компонента, выражающиеся в фибриноидном набухании и фибриноидном перерождении коллагеновых и ретикулярных волокон интерстиция.

Следовательно, при токсикозе II половины беременности, осложненной тромбогеморрагическим синдромом, наблюдаются изменения кислотноосновного состояния, коагуляционного гемостаза и дистрофически деструктивные процессы в основных паренхиматозных органах как матери, так и плода, а также плаценты.

Данные клинических исследований позволяют предположить, что патоморфологические процессы, развивающиеся в органах плода и матери, взаимно обусловливают друг друга.

Таким образом, на основании анализа данных собственных наблюдений и литературы следует, что развитие ацидоза осуществляется стадийно. В начальные стадии, которые могут длиться от 5—15 минут при рН 7,0 до 30—40 минут при рН 7,2 артериальной крови, в тканях организма наблюдаются признаки повышения свертываемости крови, повышение клеточной активности элементов почечного сегмента, гепацитов, звездчатых ретикулоэндотелиоцитов, и эндотелиоцитов синусоидов печени.

Увеличение глубины и продолжительности ацидоза сопровождается развитием второй стадии ацидоза — морфологических изменений в тканях. Эти изменения выражаются в изменениях гемостаза, дистрофических процессах в клетках и межклеточном веществе паренхиматозных органов. В большинстве своем это обратимые изменения, связанные с нарушением энергетического метаболизма. При

этом отмечается локальность патоморфологических изменений в пределах органов и систем организма.

В дальнейшем развивается третья стадия ацидоза — необратимых морфологических изменений. Они проявляются в виде некроза отдельных органоидов, самих клеток, клеточных коопераций и морфо-функциональных единиц органов. В начале этой стадии деструктивные процессы локализованы в пределах отдельного сосудисто-тканевого сегмента органа, а затем они становятся распространенными, вызывая появление деструктивно-некротических очагов в различных органах. Резкой грани между стадиями развития ацидоза не наблюдается, так как очаги деструктивно-дистрофических изменений часто локализуются на фоне относительно нормальных участков клеток и тканей.

Патоморфологическая картина ацидотических состояний согласуется с развитием диссеминированного внутрисосудистого свертывания крови при различных заболеваниях. В первой стадии развития ацидоза — стадии повышенной клеточной активности — отмечается появление гиперкоагуляции и гиперфибринолиза. Во второй стадии — обратимых морфологических изменений — выявлены признаки коагулопатии потребления, протекающей на фоне уменьшения фибриногена и истощения факторов свертывания. В третью стадию — стадию развития некробиотических процессов — отмечена афибриногенемия, сопровождающаяся массивными кровоизлияниями в околососудистую соединительную ткань и другие соединительнотканные образования органа.

Так как основным условием жизни является непрерывное освобождение и потребление энергии, то нарушения энергетического метаболизма, связанные с неблагоприятным воздействием избытка или недостатка определенных биотиков, создают фон для развития неспецифических морфологических изменений в тканях. В результате воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды возникают прежде всего изменения энергетического метаболизма. В организме развиваются ацидотические состояния с нарушением функций коагуляционного гемостаза, аэрогематического и гисто-гематических барьеров и присоединением гипоксии. Развиваются дистрофические и деструктивно-некротические процессы в паренхиме и стромальных элементах органов.

Аналогичные морфо-функциональные изменения гистона (кровь — стенка капилляра — перикапиллярная соединительная ткань — паренхиматозная клетка) наблюдаются при гипоксических

состояниях плода и новорожденного, которые сопровождаются нарушением энергетического метаболизма и гипоксицидозом. При этом острые гипоксические состояния сопровождаются преимущественно .гиперкоагуляцией, а следовательно, опасностью развития тромбоэмболии сосудов гемомикроциркуляции. При хронических гипоксических состояниях развивается гипокоагуляция и гипофиб-риногенемия, создающая угрозу кровотечений и кровоизлияний во внутренние органы.

Подобные изменения отмечаются в органах и тканях плода и матери, погибших от развития ацидотических состояний. Поэтому при неблагоприятных воздействиях страдает единая морфо-функциональная система мать — плацента — плод.

Таким образом, проведенные эксперименты и эколого-физиологические исследования показали, что в неблагоприятных климато-географических условиях среды обитания, осложненных антропогенным воздействием, наблюдается напряженность адаптации, срыв нормального протекания энергетического, метаболизма, что оказывает влияние на функциональную активность основных-ферментных систем, киспотноосновное состояние организма, коагу-ляционный гемостаз, морфо-функциональные изменения кардио-респираторной и дезинтоксикационно-выделительной систем. Особенно это затрагивает наиболее уязвимую и важную для репродуктивной функции населения систему мать — плацента — плод, оказывающую важнейшее влияние на демографическую ситуацию и краевую патологию.

ВЫВОДЫ

1. Результаты комплексных медико-экологических и экспериментальных исследований позволили дать эколого-физиологическое обоснование роли метаболизма в формировании гипоксических и ацидотических состояний. Установлено, что нарушение метаболизма при гипоксических и ацидотических состояниях сопровождается морфо-функциональными изменениями коагуляционного гемостаза й фибринолиза, основных компонентов кардио-респираторной и дезинтоксикационно-выделительной систем, касающимися паренхиматозного и стромального компонента органов.

2. В экспериментальных исследованиях на животных с созданием метаболического и респираторного ацидоза показано, что смещение рН артериальной крови в кислую сторону на первой стадии развития ацидоза (рН 7,2; продолжительность 5—15 мин) соче-

тается с повышением активности основных ферментов энергетического метаболизма эпителиальных клеток паренхиматозных органов и резким ее угнетением при повышении глубины и продолжительности ацидоза (рН 7,0—6,8 продолжительность 30—120 мин). При этом отмечена мозаичность изменения водородного показателя венозной крови, оттекающей от легких, селезенки, почек и печени. Степень и характер биохимических нарушений в паренхиматозных клетках зависят от глубины и экспозиции ацидоза. Показано, что морфологические изменения более всего выражены в митохондриях.

3. С развитием ацидоза происходят фазовые изменения основных функций коагуляционного гемостаза и фибринолиза. В начальные стадии развивается фаза гиперкоагуляции, которая по мере углубления ацидоза сменяется фазой гипокоагуляции и афибриноге-немии. Продолжительность и выраженность фаз зависят от уровня ацидоза. Развитие временной, резко выраженной гиперкоагуляции, но без значительного потребления фибриногена и других прокоа-гулянтов расценивается как компенсированная стадия развития диссеминированного внутрисосудистого свертывания крови, а выраженная гиперкоагуляция с резкой гипофибриногенемией — де-компенсированная.

4. Выявлено, что при действии экспериментального ацидоза в сосудах гемомикроциркуляции и структурных элементах миокарда развиваются морфологические изменения, которые универсальны и стереотипны. Эти изменения выражаются в уменьшении содержания гликогена в цитоплазме кардиомиоцитов, набухании митохондрий и нарушении их крист, вакуолизации цитоплазмы и митохондрий эндотелиоцитов, очаговой гомогенизации саркоплазмы с исчезновением поперечной исчерченности, межуточном отеке. Увеличение ацидоза до значений рН 7,0; 6,8 сопровождается появлением очагов некроза в эндокарде и миокарде, дезорганизацией межуточной соединительной ткани миокарда, стенках кровеносных сосудов и пери-васкулярных пространств. Наблюдается асимметрия гемомикроциркуляции в паренхимотозных органах.

5. При развитии экспериментального ацидоза в легких, почках, селезенке, печени наступает поражение микроструктуры одновременно всех элементов гисгона, то есть системы: кровь — капилляр — межуточная соединительная ткань — паренхиматозная клетка, что проявляется в виде: диссеминированного микротромбоза; дезорганизации межуточной соединительной ткани; дистрофических изменений паренхиматозных клеток, морфологических нарушений

основных органоидов клеток. Одновременно с поражением структуры существенно снижаются функции кардио-респираторной и дез-интоксикационно-вьщелительной систем. Суммарный эффект поражения множества гистонов выражается в развитии полиорганной недостаточности.

6. В клинических наблюдениях было показано, что у новорожденных, погибших от гипоксических состояний, острая тяжелая и длительная хроническая гипоксия плода приводит к нарушению гемостаза, проницаемости сосудистой стенки и клеточных мембран паренхиматозных органов, что сопровождается микротромбозом, межуточным отеком, деструктивно-дистрофическими повреждениями различных органов и тканей новорожденного.

7. Морфо-функциональные изменения системы мать — плацента — плод при гипоксических и ацидотических состояниях выражаются в дисциркуляторных и дегенеративно-дистрофических процессах, захватывающих как основные органы матери и плода, так и их связующий орган — плаценту. Отмечено, что частота и тяжесть развития гипоксических и ацидотических состояний материи плода зависят от природно-климатических и антропогенных условий окружающей среды обитания.

8. Результаты многолетнего комплексного изучения взаимосвязи климаторекреационных ресурсов, медико-экологических характеристик и демо1рафических процессов свидетельствуют о том что, основные показатели здоровья населения Забайкалья за последние годы имеют негативную тенденцию, выражающуюся в снижении продолжительности жизни и увеличении аллергических, пульмонологических и онкологических заболеваний. Одной из главных причин этого является неблагоприятная экологическая ситуация в регионе и сложившиеся условия в результате антропогенного воздей-, ствия на окружающую природную и социальную среду с учетом биогеохимических провинций.

Практические рекомендации

Полученные в результате комплексных эколого-физиологических и морфофункциональных исследований материалы, позволившие научнообоснованные мероприятия по многофакторной профилактике нарушений и нормализации метаболизма, могут быть использованы в клинической практике и при мониторинге здоровья населения Восточного Забайкалья.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Функциональная морфология капсулы селезенки в онтогенезе человека /. Материалы X Всесоюзного съезда анатомов, гистологов и эмбриологов. Винница, 1986 — с. 325—326. (в соавторстве со Степановым П. Ф., Хорольским А. К., Янушевским В. И.).

2. Влияние различных органов на регуляцию системы PACK I Всесоюзная конференция "Актуальные проблемы гемостаза в клинической практике". Москва, 1987 — с. 214 (в соавторстве с Альфонсо-вым В. В., Скляровым А. П.).

3. Дружина по охране природы — природоохранная организация молодежи. — Чита, 1988 — 37 с.

4. Неспецифический морфологический синдром при гипоксии и • ацидозе / Международная научная конференция "Вопросы медицинской экологии и проблемы улучшения здоровья населения Забайкалья и КНР". — Чита, 1989 — с. 65—67.

5. Морфологическая блокада иммунной системы при гипоксии и ацидозе II Сб. научн. трудов "Реабилитация здоровья рабочих горнорудной промышленности Забайкалья". Чита, 1990 — с. 135—136.

6. Ацидоз и морфология миокарда // Сб. научн. трудов "Реабилитация здоровья рабочих горнорудной промышленности Забайкалья". — Чита, 1990 — с. 136—138 (в соавторстве с Куйдиным Е. Ю., Соколовым В. Н.).

7. Влияние водных экологических факторов на воспроизводство рыбных ресурсов бассейна Верхнего Амура / Международная конференция "Геоэкология и природные ресурсы Верхнего Амура". — Чита, 1991 — с. 101—103. (в соавторстве с Альфонсовым В. В., Соколовым В. Н.).

8. Роль метаболических процессов в формировании патологических изменений в органах и тканях // Экологическая патология и ее фар-макокоррекция; — Чита, 1991 — с. 206—209.

9. Ультраструкгурные изменения почки при экспериментальном лактат-ацидозе // Экологическая патология и ее фармакокоррек-ция.— Чита, 1991 — с. 167 (в соавторстве с Малюком А. В.).

10. Здоровье спортсменов II Физическая культура и здоровый образ жизни. — Липецк, 1991 — с. 174—175 (в соавторстве с Альфонсовым В. В., Соколовым В. Н., Куйдиным Е. Ю).

П. Морфология почек при экспериментальном молочнокислом ацидозе // Патология человека и роль препаратов пантов в ее терапии. — Чита, 1993 — с. 216—217.

12. Морфологический эквивалент легочно-сердечной недостаточности при гипоксических и ацидотических состояниях организма II Патология человека и роль препаратов пантов в ее терапии. — Чита, 1993 —с. 217—218.

13. Роль метаболизма и экологических факторов в формировании изменений в органах и тканях / VII Всероссийский симпозиум "Эколого-физиологические проблемы адаптации". — Москва, 1994— с. 250—251.

14. Морфо-функциональные изменения в органах при асфиксии новорожденных / Вестник Сибирского отделения академии медицинских наук. — Новосибирск, 1994 — с. 87—91 (в соавторстве с Ивановым В. Н., Никитиной JI. П.).

15. Природно-климатические условия среды обитания и здоровье населения Восточного Забайкалья. — Чита, 1995 — 69 е., ил. (в соавторстве с Горлачевым В. П.).

16. Состояние кислотноосновного равновесия организма при гипоксии // Экологические интоксикации: биохимия, фармакология, клиника. — Чита, 1996 — е. . 142 (в соавторстве с Мещановым Ю. В., Скляровым А. П.).

17. Изменения кислотноосновного состояния организма при экспериментальном ацидозе / Экологические интоксикации: биохимия, фармакология, клиника. — Чита, 1996 — с. (в соавторстве с Севериным А. Е., Скляровым А. П.).

18. Коагуляционный гемостаз и фибринолиз при гипоксии / Эколо-. гические интоксикации: биохимия, фармакология, клиника.— Чита, 1996 — с. 144 (в соавторстве с Альфонсовым В. В., Малюком А. В., Путинцевой В.М.).

19. Экология, метаболизм, здоровье. — Чита, 1996 — 161 е., ил.

20. Адаптация и резервы здоровья (в соавторстве с Агаджаня-ном Н. А. и др.). — Москва, 1997 — 155 с.

Сердцев Михаил Иванович (Россия)

"Эколого-физиологическое обоснование роли метаболизма в формировании гипоксических и ацидотических состояний"

В эксперименте на 196 кошках показано влияние метаболического ацидоза на изменение активности основных ферментов энергетического метаболизма, кислотноосновного состояния крови в различных отделах сосудистой системы, коагуляционного гемостаза и фибринолиза, морфо-функциональныё изменения кардио-респираторной системы и паренхиматозных органов в динамике развития метаболического ацидоза. На 9 собаках с вживленными в сонную артерию и яремную вену зондами проведено 75 экспериментов с исследованием газового состава артериальной и венозной крови, изменения кислотноосновного состояния крови, коагуляционного гемостаза при дыхании животных нормированной гиперкапни-ческой газовой смесью. Определялись морфо-функциональные критерии системы: кровь — стенка капилляра — межуточная соединительная ткань — паренхиматозная клетка при развитии метаболического и газового ацидоза.

Выявлены и физиологически обоснованы морфо-функциональные критерии степени тяжести гипоксических и ацидотических состояний, связанных с нарушением метаболизма.

Впервые выявлена взаимосвязь морфо-функциональных изменений в основных паренхиматозных органах, межуточной ткани, коагуляционного гемостаза при гипоксических и ацидотических состояниях в системе мать — плацента — плод. Установлены особенности гемокоагуляционных реакций в зависимости от характера и продолжительности воздействия на организм плода развивающихся патологических процессов матери. Показана роль вредных природно-климатических и антропогенных факторов в развитии морфо-функциональных изменений в системах органов плода и матери. Даны научно обоснованные критерии многофакторной профилактики краевой патологии в Восточном Забайкалье.

Serdtsev Mikhail Ivanovitch

BIOLOGICAL AND PHYSIOLOGICAL GROUNDS

OF THE ROLE OF METABOLISM IN THE FORMATION OF HYPOXIA AND ACIDOSIS

In the experiment on 196 cats has been shown the influence of metabolic acidosis on the change of activity of the basic ferments of energetic metabolism, of the acid-base condition of blood in various parts of vascular system, of coagulation haemostatis and fibrinolysis; morpho-functional changes in cardiorespiratory system and parenchymatous organs in the dynamics of the development of metabolic acidosis.

75 experiments have been carried out on 9 dogs having probes in carotid artery and jugular vein. The experiments investigated gas composition of artery and vein blood, changes in acid-base condition of blood, the changes of coagulation haemostatis while breathing with rationed hypercapnical gas mixture. Morpho-functional criteria of the "blood — capillary wall — connecting tissue — parenchymatous cell", system, in the process of development of metabolic and gas acidosis has been determined.

Cleared out and physiologically grounded were morpho-functional criteria of the heaviness of hypoxia and acidosis connected with the distortion of metabolism.

For the first time has been cleared out the interconnection between moipho-functional changes in basic parenchymatous organs, connecting tissue, coagulation haemostatis under hypoxia and acidosis in the system "mother — placenta — foetus". The peculiarities of the haemocoagulative reactions depending on the character and duration of the influence of pathological processes of mother on the foetus's organism has been determined. The role of harmful natural and anthropogene factors in the development of morpho-functional changes in the systems of organs of mother and foetus has been shown. Well-grounded criteria of multi-factors preventive measures of the regional pathology in East Zabaikalye have been given.