Автореферат и диссертация по медицине (14.00.16) на тему:Патогенетические механизмы нарушения микроциркуляции в легких при хроническом воздействии сероводоросодержащим газом

На правах рукописи

Шишкина Татьяна Александровна

ПАТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ НАРУШЕНИЯ МИКРОЦИРКУЛЯЦИИ В ЛЕГКИХ ПРИ ХРОНИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ СЕРОВОДОРОДСОДЕРЖАЩИМ ГАЗОМ

(экспериментальное исследование)

14 00 16 - патологическая физиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Саратов - 2008

003164436

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Астраханская государственная медицинская академия» Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию

Научный руководитель-

доктор медицинских наук, профессор Тризно Николай Николаевич Официальные оппоненты

доктор медицинских наук, профессор Моррисон Виталий Викторович, доктор медицинских наук, профессор Пучиньян Даниил Миронович

Ведущая организация Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Волгоградский государственный медицинский университет» Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию

Защита диссертации состоится « »_2008 г

в «_» часов на заседании диссертационного совета Д 208 094 03

при ГОУ ВПО «Саратовский ГМУ Росздрава» по адресу. 410012, г Саратов, Б. Казачья, 112

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Саратовский ГМУ Росздрава»

Автореферат разослан «_»_2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор медицинских наук А И Кодочигова

Общая характеристика работы Актуальность проблемы

Заболевания легких, вызванные воздействием промышленных газообразных поллютантов, остаются актуальной проблемой профессиональной и экологической пульмонологии (Полунин И Н с соавт, 1999, Жесткое А В , 2000; Трубников Г А с соавт, 2000,2002, Агаджанян Н.А с соавт, 2000; Чучалин А Г., 2004, Махонько М Н, 2006) Болезни органов дыхания среди работников Астраханского газоперерабатывающего завода занимают одно из первых мест в структуре заболеваемости и приводят к большим экономическим потерям, связанным со значительным снижением трудоспособности (Агаджанян Н А с соавт, 2000, Сабельникова И.В с соавт, 2002, Бучина М М с соавт, 2002, Чалов В В с соавт, 2006) Исследования, посвященные воздействию сероводородсодержащего газа на респираторную систему, носят в основном описательный характер Работ, объясняющих патогенез возникающих изменений, крайне мало, и носят они противоречивый характер (Агаджанян Н А с соавт, 2002; Тризно Н Н с соавт ,2005)

Хроническое воздействие сероводородсодержащего газа приводит к развитию хронического эндотоксикоза (Беднов И А, 2004, Тризно Н Н. с соавт ,2005) Проблема механизмов развития эндотоксикоза в настоящее время занимает одно из ведущих мест в понимании патогенеза различных заболеваний (Новочадов В В, Писарев В.Б, 2005; Итмезех Ахмад, 2006, Федотова Г Г, 2007)

При хроническом эндотоксикозе образуются продукты свободнорадикального окисления, цитокины, белки воспаления Данные субстраты эндогенной интоксикации оказывают многочисленные отрицательные эффекты на все системы организма, в том числе и на микроциркуляторное русло (Палеев Н Р с соавт, 2003, Петрищев Н Н, Власов Т Д, 2003, Кароли Н А, Ребров А П, 2005, Крупаткин А И, Сидоров В В , 2005, Марков X М , 2005, Новочадов В В , Писарев В Б , 2005, Date М et al, 1998) На начальных этапах развития различных заболеваний, в том числе и органов дыхания, микроциркуляторное русло подвергается функциональной перестройке с минимальными изменениями и проявлениями На более поздних стадиях возникшие изменения ведут к стойкому нарушению^, кровообращения в органах и тканях с дальнейшим нарушением их функции)^ (Ефименко Н А. с соавт, 2003, Чернеховская Н Е. с соавт, 2005)

В последние годы при изучении патогенеза различных заболеваний, в том числе и болезней респираторной системы, наряду с общеизвестными причинами, проблема дисфункции эндотелия привлекает все большее внимание исследователей (Редькин Ю В, 2003, Николаев К Ю, 2003, Каминская ГО, 2004, Аметов АС с соавт, 2005, Покровский В И.,

Виноградов Н. А , 2005) Эндотелиальная дисфункция может быть определена как дисбаланс между релаксирукяцими и констрикторными факторами, анти-и прокоагулянтными медиаторами, факторами роста и их ингибиторами Повреждение или активация эндотелия разрывает нормальные регуляторные связи и приводит к нарушению его функции, причем повреждения сосудистой стенки могут быть как структурными (травматические, реакция антиген -антитело и другие), так и функциональными, обусловленными нарушением клеточного метаболизма, истощением энергетических запасов, ингибированием отдельных функциональных систем сосудистой стенки (Кароли Н А , Ребров А П, 2005)

Ранняя диагностика эндотелиальной дисфункции при воздействии сероводородсодержащим газом и понимание механизмов развития этой дисфункции дают возможность своевременно назначить патогенетически обоснованную терапию, что, в свою очередь, сможет обеспечить коррекцию возникших изменений

Цель исследования изучить механизмы нарушения микроциркуляции и функциональной активности эндотелия в легких при хроническом воздействии сероводородсодержащего газа.

Задачи исследования

1 Провести исследование изменений микроциркуляции в легких с помощью метода лазерной допплеровской флоуметрии у лабораторных животных при хроническом воздействии сероводородсодержащего газа

2. Изучить эндотелийзависимые и эндотелийнезависимые реакции сосудов микроциркуляторного русла при хроническом воздействии сероводородсодержащего газа.

3 Выявить закономерности изменения биохимических показателей (в системе перекисное окисление антиоксидантная система, спонтанной продукции цитокинов, уровня оксида азота, показателей крови) у лабораторных животных при хроническом воздействии сероводородсодержащего газа.

4 Изучить морфологические проявления дисфункции эндотелия у лабораторных животных при хроническом воздействии сероводородсодержащего газа

5. Исследовать пути возможной фармакологической коррекции нарушения микроциркуляции и эндотелиальной дисфункции, возникающих при хроническом воздействии сероводородсодержащего газа

Новизна исследования Впервые исследована микроциркуляция в легких и мышцах конечностей лабораторных животных методом лазерной

допплеровской флоуметрии при хроническом воздействии сероводородсодержащего газа, и проведена их сравнительная оценка. Установлено, что изменения при хроническом воздействии сероводородсодержащего газа носят системный характер.

Впервые у лабораторных животных, подвергавшихся хронической ингаляции сероводородсодержащим газом, были проведены фармакологические и окклюзионная пробы, вызывающие эндотелийзависимую и эндотелийнезависимую дилатацию Установлено, что нарушения микроциркуляции носят преимущественно эндотелийзависимый характер.

Выявлена взаимосвязь между нарушениями в системе перекисное окисление липидов антиоксидантная защита в ткани легкого и степенью микроциркуляторных нарушений, а также между изменением спонтанной продукции цитокинов (ЮТ-а, 1РЫ-у, 1Ь-10), уровнем метаболитов оксида азота и степенью микроциркуляторных нарушений Впервые дана характеристика морфологическим изменениям в микроциркуляторном русле легких и паренхиме легкого на фоне хронического воздействия сероводородсодержащего газа в концентрации 3 мг/м3 по сероводороду

Исследована возможность коррекции возникших изменений с помощью препаратов вессел дуэ ф (сулодексид) и флогензим. Установлено достоверное улучшение показателей микроциркуляции после приема данных препаратов

Практическая значимость В результате проведенных исследований определен характер микроциркуляторных нарушений при хроническом воздействии сероводородсодержащего газа Выявлен и описан механизм нарушения микроциркуляции Определено, что в механизме возникновения дисфункции эндотелия имеют значение повышение продукции цитокинов (ЮТ-а, 1Р1^-у, 1Ь-10) и накопление продуктов ПОЛ Выявленный механизм микроциркуляторных изменений в легких может служить основой для дальнейшей разработки средств коррекции микроциркуляторных нарушений у работников АГПЗ и населения, проживающего в санитарной зоне Материалы диссертации могут быть использованы для преподавания соответствующих разделов патологической и нормальной физиологии, патологической анатомии, написания монографий, руководств по пульмонологии, токсикологии и патологической анатомии и служить в качестве методической основы для последующих исследований в этой области

Положения, выносимые на защиту

1 Хроническое воздействие сероводородсодержащего газа приводит к повреждению эндотелия не только в легких, но и во всем организме

2 В результате возникшего эндотелийзависимого типа

нарушения микроциркуляции изменилась выработка оксида азота, что

определило характер возникших изменений.

Апробация работы

Результаты работы доложены и обсуждены

на Всероссийской научной конференции с международным участием, посвященной 10-летию медицинского факультета и кафедры анатомии и гистологии человека БелГУ, Белгород, 17 18 октября 2006 г., в трудах Астраханской государственной медицинской академии, посвященных 40-летию педиатрического факультета, Астрахань, 2006, на конференции «Современные аспекты гистогенеза и вопросы преподавания гистологии в вузе», посвященной 100-летию со дня рождения профессора ЛИ Фалина, Москва, 2007, на XII Международном конгрессе по реабилитации в медицине и иммунореабилитации, Паттайя, Таиланд, 5 9 декабря 2007 г

Объем и структура диссертации Диссертация изложена на 163 стр машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследований, четырех глав собственных: исследований, обсуждения, выводов, практических рекомендаций и списка использованной литературы Указатель литературы включает в себя 162 отечественных и 78 иностранных источников Работа содержит 43 рисунков, из которых 14 фотографий и 17 таблиц

Материалы и методы

Эксперименты выполнены на 329 лабораторных белых беспородных половозрелых крысах, самцах, массой 180220 г Перед взятием в эксперимент они проходили карантин в течение месяца в специальном помещении вивария Животные с подозрением на спонтанную патологию выбраковывались Протокол экспериментов в разделах выбора, содержания животных, моделирования патологических процессов и выведения их из опыта был составлен в соответствии с принципами биоэтики, правилами лабораторной практики (GLP), он соответствует этическим нормам, изложенным в Женевской конвенции (1971), «Международных рекомендациях по проведению медико-биологических исследований с использованием животных» ( 1985) и в соответствии с приказом МЗ РФ № 267 от 19 06 2003, «Об утверждении правил лабораторной практики», (Минздрав СССР № 755 от 12 08.1977) Все опыты проводились после введения животным внутрибрюшинно этаминала натрия в концентрации 40мг/кг массы Все животные были поделены на две группы, контрольную и экспериментальную Экспериментальная группа подвергалась воздействию

сероводородсодержащего газа Астраханского месторождения в концентрации 3 мг/м3 по сероводороду, соответствующей ПДК, в течение 4 часов в сутки, пять дней в неделю на протяжении четырех месяцев

Для оценки изменений микрогемодинамической ситуации в сосудистом русле использовался метод лазерной допплеровской флоуметрии В качестве тестируемой области был выбран участок легкого, расположенный в области 4 5 ребер, на который накладывали фиксатор легочной ткани (Красников ВЕ, Колосов ВВ., 1978, Кулик АМ с соавт, 1982) Предварительно животные были подключены к системе ИВЛ После фиксации легочной ткани грудная клетка герметизировалась воздухонепроницаемой пленкой При исследовании базального кровотока рассчитывался показатель микроциркуляции (ПМ), отражающий величину среднего потока крови в интервалах времени регистрации (перфузионных единицах, пф) Для оценки функционирования механизмов управления кровотоком проводился анализ вейвлет преобразований Рассчитывались 1) амплитуда эндотелиальных колебаний (А,) - отражает функционирование эндотелия и уровень выработки им вазодилататоров ^еГапоувка А, Вгаис М, 1999) (пф), 2) нейрогенный тонус (НТ) отражение симпатических, адренергических влияний на гладкие мышцы артериол и артериолярные участки артериоловенулярных анастомозов, 3) миогенный тонус (МТ) отражает мышечный тонус прекапилляров (Крупаткин А И, Сидоров В В, 2005), 4) показатель шунтирования (ПШ) - вычисляется путем деления показателя миогенного тонуса на показатель нейрогенного, 5) ИЭМ - индекс эффективности микроциркуляции (%)

Для того чтобы доказать, что расстройства микроциркуляции носят системный характер, а также в виду методической трудности доступа к «открытому» легкому, были проведены параллельные исследования кровотока в мышцах бедра на тыльной поверхности лап На втором этапе проводились фармакологические пробы с ацетилхолином (0,01%-ный водный р-р) и нитропруссидом натрия (0,1%-ный водный р-р) (Коняева ТН с соавт, 2002, 2004). Для определения характера эндотелиальной дисфункции проводили исследование с окклюзионной пробой Вскрывалась брюшная полость, в нижнем ее этаже находилась бифуркация брюшной аорты, и на артерию накладывался зажим на 1 мин После чего зажим снимали, и оценивалось изменение ПМ, резерв капиллярного кровотока, время достижения максимального ПМ после окклюзии

Для исследования системы перекисное окисление липидов (ПОЛ) -антиоксидантная защита (АОЗ) определение малонового диальдегида проводилось по методике ЮА Владимирова, А И Арчакова (1972) в модификации ЕА Строева, В Г Макарова (1987) в реакции с тиобарбитуровой кислотой, диеновых конъюгатов по методу Плацера (1968 г) в модификации В А Костюка с соавторами (1983 г). Для определения каталазы использовался перманганометрический метод А Баха и Н Зубковой

(Асатиани В С , 1969), в основе которого лежит свойство каталазы разлагать 2 молекулы перекиси водорода с образованием 2 молекул воды и 0'2, избыток перекиси водорода титровался перманганатом калия в кислой среде

Спонтанная агрегация тромбоцитов определялась по методам Wu, Hoak (1974), В.П Балуда, ЗС Баркаган с соавт(1980) Определение гематокрита и количества лейкоцитов производилось общепринятыми методиками

На гистологических срезах легких, окрашенных гематоксилином-эозином и по Ван Гизон Морфометрическое исследование было проведено в соответствии с принципами системного количественного анализа (Автандилов ГГ, 1996, 2002). Рассчитывали количество сосудов на единицу площади, диаметр сосуда и толщину сосудистой стенки, толщину межальвеолярных перегородок Для выявления нарушений сосудистой проницаемости в сосудистое русло вводился 0,3%-ный раствор акридинового оранжевого, после чего состояние легочных микрососудов оценивалось с помощью люминесцентного микроскопа ЛЮМАМ-ИЗ

Для исследования спонтанной продукции цитокинов у крыс забиралась кровь из портальной вены, в нее добавлялся антикоагулянт гепарин (30 Ед/мл). Далее кровь центрифугировалась при 3000 об/мин, сыворотка замораживалась однократно при температуре -25°С Были использованы крысиные моноклональные антитела фирмы BIOSUORCE, Бельгия к ФНО-а, ИЛ-10,ЙФН-у

Для установления достоверности полученных данных при анализе результатов исследования все материалы были подвергнуты статистической обработке Материалы обрабатывались на персональном компьютере с помощью программ "Microsoft Office Windows 2003","Microsoft Office Excel 2003" При этом определялись средние арифметические величины (М), средние ошибки (ю) и вероятность различия (р) по таблице Стьюдента

Достоверной считалась разница при р<0,05 (Ойвин И А, 1960, Урбах В Ю, 1963, Бессмертный Б С, 1967)

Результаты исследования и их обсуждение

Анализ данных, полученных с помощью метода лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ), показал, что микроциркуляторное русло отчетливо реагирует на хроническое воздействие сероводородсодержащего газа Астраханского месторождения в концентрации 3 мг/м3 по сероводороду В контрольной группе лабораторных животных показатель микроциркуляции в легком составил 24,2 ± 0,75 пф. Через месяц после начала хронического эксперимента произошло снижение данного параметра до 18,7 ± 0,82 пф, что, возможно, свидетельствует о снижении притока крови в данную область. По мере увеличения срока хронической интоксикации происходило постепенное

снижение показателя микроциркуляции: на 36% после двух, на 50% - после трех и на 69% - после четырех месяцев наблюдения.

Рис. 1. Изменение параметра микроциркуляции в легком и мышцах конечностей при хроническом воздействии сероводородсодержащим газом в концентрации 3 мг/м3 по сероводороду.

В мышцах нижних конечностей через месяц после начала эксперимента наблюдалось снижение показателя микроциркуляции до 32,8 ± 1,3 пф по сравнению с контролем (38,0 ± 1,6 пф). По мере удлинения срока хронического воздействия сероводородсодержащим газом в мышцах также регистрировалось снижение показателя микроциркуляции, который после двух, трех и четырех месяцев исследования уменьшился на 34%, 50% и 63% соответственно (рис. 1).

Амплитуда эндотелиальных колебаний у животных в контрольной группе в легком составила 0,87 ±0,1 пф, в мышцах конечностей -1,58 ± 0,13 пф. Через месяц после начала хронического эксперимента данный показатель в легком снизился до значения 0,62 ± 0,09 пф, в мышцах до 1,41 ± 0,01 пф, что, возможно, свидетельствует об ухудшении функционирования эндотелия. В последующие сроки амплитуда эндотелиальных колебаний прогрессивно уменьшалась, достигая к четвертому месяцу в легком 0,26 ± 0,02 пф, в мышцах конечностей - 0,7 ± 0,02 пф. Оценить характер эндотелиальных изменений помогает методика с фармакологическими пробами.

В контрольной группе лабораторных животных миогенный тонус в легком составил 1,09 ± 0,07 пф, а нейрогенный - 1,38 ± 0,16 пф. Через один месяц после начала эксперимента наблюдалось повышение миогенного тонуса до 1,17 ± 0,05 пф и снижение нейрогенного до 1,31 ± 0,03 пф. К концу второго и третьего месяцев изменения прогрессировали, в результате к четвертому месяцу показатель миогенного тонуса достиг значения - 1,73 ± 0,14 пф, а нейрогенного - 1,44 ± 0,1 пф. Имея значения миогенного и нейрогенного тонуса, можно определить показатель шунтирования (ПШ=МТ/НТ). Если в контрольной группе животных данный показатель был равен 0,79 ± 0,01, то на четвертый месяц хронической ингаляции он достиг

значения 1,2 ± 0,04. Подобные изменения регистрировались и в мышцах конечностей

Показатель шунтирования, отображающий эффективность капиллярного кровотока возрастал в зависимости от срока эксперимента Это свидетельствует о сбросе артериальной крови через шунты в венозную часть русла, минуя капилляры, что, в свою очередь, ведет к тканевой гипоксии, поскольку снижается доставка кислорода к тканям. Об этом же свидетельствует еще один показатель - индекс эффективности микроциркуляции (ИЭМ) В группе контрольных животных данный показатель в легком составил 1,24 ± 0,13%, в мышцах конечностей -1,3±0,24 К четвертому месяцу в легком ИЭМ снизился до 0,84 ± 0,06% (р<0,05), в мышцах соответственно до0,81±0,46% (р<0,05).

Исследования, проведенные с помощью метода ЛДФ, показали, что хроническое воздействие сероводородсодержащего газа приводит к изменению микроциркуляции как в легком, так и в мышцах конечностей, что свидетельствует о системности поражения Существует два основных типа нарушения микроциркуляции - эндотелийзависимый и эндотелийнезависимый. Определить наличие и степень эндотелиальной дисфункции достаточно сложно Развитие эндотелийзависимой формы нарушения микроциркуляции косвенно подтверждает изменение амплитуды эндотелиальных колебаний Однако значительным прогрессом явилась возможность регистрации состояния эндотелия периферических сосудов с использованием механической стимуляции синтеза и выделения эндотелий-расслабляющего фактора потоком крови (окклюзионная проба) (Затейщикова А.А, Затейщиков Д А., 1998; Кароли Н А. с соавт., 2004; Крупаткин А.И., Сидоров В В., 2005; Nitenberg A et al, 1993). Для распознания эндотелийнезависимой дисфункции используется проба с нитроглицерином, который является донатором NO, вызывающим расслабление гладких миоцитов (Затейников Д.А. с соавт, 2000, Furchgott R.F., Zawadzki J.V, 1980, Casmo P.R et al, 1994). Ацетилхолин действует на эндотелий сосудов и способствует выбросу NO, эндотелиального реполяризующего фактора и простагландина I2 (Hodgson J Мс В , Marshall J, 1989)

Одним из наиболее важных показателей является показатель микроциркуляции. В контрольной группе при распылении 0,1%-ного раствора ацетилхолина через 15 30 секунд начинал повышаться показатель микроциркуляции; достигал он своего пика через 50 60 секунд, после чего начинал снижаться (рис. 2 а)

До проведения пробы показатель микроциркуляции составлял 38,0 ± 1,6 пф, после распыления раствора ацетилхолина к 1-й минуте он достигал пика и повышался до 76,0 ± 2,2 пф. После аппликации нитропруссида натрия подъем начинался на 2 — 3-й минуте после распыления, достигая высоких значений к 5 — 7-й минуте (рис. 2 б). Через 90 секунд показатель микроциркуляции увеличился до 48,1 ± 2,74 пф, пик составил 56,4 ± 2,26 пф

Рис. 2. ЛДФ-грамма фармакологических проб с ацетилхолином (а) и нитропруссидом натрия (б) в контрольной группе животных (стрелкой показан момент нанесения раствора)

Через один месяц хронической интоксикации показатель микроциркуляции до проведения фармакологических проб снизился до 32,8 ± 1,3 пф. При проведении пробы с ацетилхолином отмечено, что показатель микроциркуляции начал повышаться через 10-20 секунд после аппликации; повышение шло намного быстрее и резче по сравнению с контролем. Уже ко второй минуте эксперимента наблюдался пик повышения до 68,4 ± 2,96 пф, а с 3-4 минуты началось снижение, причем к 7 - 8-й минуте показатель микроциркуляции стал меньше, чем до проведения проб, и составил 28 ± 1,6 пф. Амплитуда эндотелиальных колебаний составила 3,26 ± 0,11 пф (5,19±0,2 пф - в контроле). Миогенный тонус при распылении ацетилхолина изменялся до значения 1,5 ± 0,05 (1,02±0,02 - в контроле), нейрогенный до - 2,47 ± 0,08 (2,57±0,08 в контроле). Соответственно изменялся показатель шунтирования, который составил 0,6 (в контроле - 0,4). При проведении пробы с нитропруссидом натрия особых изменений по сравнению с контролем не отмечено. Подъем показателя микроциркуляции начался на 1 - 2-й минуте и достигал пика на уровне 51,5 ± 1,72 пф. Миогенный тонус при нанесении нитропруссида натрия повышался до 1,84 ± 0,06 (1,97±0,08 - в контроле), нейрогенный снижался - до 2,61 ± 0,04 (2,64±0,07 - в контроле). Показатель шунтирования повысился, что говорит об увеличении сброса крови через анастомозы, и возрастал до 0,7, как и в контрольной группе. Эндотелиальные колебания при распылении нитропруссида натрия не отличались от таковых до пробы, амплитуда составила 1,48 ± 0,02 пф (1,97±0,08 - в контроле).

К концу второго месяца хронического эксперимента показатель микроциркуляции до проведения проб составил 24,92 ± 1,4 пф. При распылении ацетилхолина повышение показателя микроциркуляции начиналось на второй минуте. Пик был зарегистрирован на 4-й минуте и составил 42,7 ± 2,32 пф, после чего сразу началось снижение, закончившееся на 6 - 7-й минуте. При проведении пробы с нитропруссидом натрия

увеличение показателя микроциркуляции началось через 2-3 минуты, и к 7-8-й минуте эксперимента показатель микроциркуляции практически не отличался от такового после введения ацетилхолина, составив 41,2 ± 1,64 пф. При проведении пробы с ацетилхолином изменение эндотелиальных колебаний было выражено меньше, чем в предыдущий срок, и в контрольной группе этот показатель достиг значения 1,9 ± 0,02 пф. Миогенный тонус составил 2,04 ± 0,05, нейрогенный практически не изменился и составил 2,48 ± 0,1. Показатель шунтирования составил 0,82. Миогенный тонус при аппликации нитропруссида изменился до значения 2,23 ±0,11, нейрогенный снизился до 2,53 ± 0,18. Показатель шунтирования увеличился до 0,88 и практически не отличался от такового при введении ацетилхолина. Эндотелиальные колебания составили 1,27 ±0,03 пф.

Через три месяца после начала хронического эксперимента показатель микроциркуляции составил 18,2 ± 1,1 пф. При нанесении ацетилхолина изменения показателя микроциркуляции наступали позже по сравнению с предыдущим сроком и контролем. Подъем начинался на 2 - 3-й минуте, пик достигался на 5 - 6-й минуте, и практически сразу начиналось снижение. Показатель микроциркуляции составил 25,76 ± 1,85 пф. При распылении нитропруссида натрия подъем начинался на 3 - 4-й минуте и составил 24,38 ± 1,16 пф, и на 7 - 8-й минуте показатель микроциркуляции достиг значения 27,93 ±0,62пф.

На четвертом месяце хронической интоксикации изменения прогрессивно нарастали. Показатель микроциркуляции до проведения проб составил 13,88 ± 2,4 пф. При распылении ацетилхолина подъем показателя микроциркуляции начинался на 4 - 5-й минуте и составил 16,27 ± 1,21 пф, далее на 7 8-й минутах наблюдался пик, равный 18,96 ± 1,33 пф (рис. 3 а), сразу же за подъемом начинался резкий спад.

а б

Рис. 3. ЛДФ-грамма фармакологических проб с ацетилхолином (а) и нитропруссидом натрия (б) через четыре месяца после начала хронической ингаляции сероводородсодержащим газом в концентрации 3 мг/м3 по сероводороду (стрелкой показан момент нанесения раствора).

При нанесении нитропруссида натрия картина осталась без изменений (рис 3 б), то есть показатель микроциркуляции стал больше при аппликации нитропруссида натрия, что может свидетельствовать о снижении резервных возможностей эндотелия Показатель эндотелиальных колебаний при распылении ацетилхолина практически не отличался от такового до проведения пробы и составил 0,76 ± 0,04 пф Миогенный тонус при аппликации ацетилхолина изменился до значения 3,28 ± 0,14, нейрогенный снизился до 2,64 ± 0,18, показатель шунтирования стал равен 1,24 При нанесении нитропруссида натрия миогенный уменьшился до 3,12 ± 0,2, нейрогенный - до 2,71 ± 0,1 Показатель шунтирования стал равен 1,15, амплитуда эндотелиальных колебаний составила 0,73 ± 0,04 пф

Согласно экспериментальным исследованиям постокклюзионная реактивная гиперемия является нейрогенной реакцией, реализующейся преимущественно через высвобождение нейропептида кокальцигенина и нейронального оксида азота, которые, в свою очередь, индуцируют синтез NO эндотелием Последний, воздействуя на гладкую мускулатуру сосудов, вызывает вазодилатацию (Fromy В et al, 2000,2002)

В контрольной группе лабораторных животных показатель микроциркуляции до окклюзии составил 36,2 ± 1,26 пф После пережатия артерии показатель микроциркуляции резко снижался до значения 3,2 ± 0,16 пф Через минуту зажим снимали, и показатель микроциркуляции увеличился до значения 73,86 ± 3,28 пф В результате резерв кровотока составил 194 ± 5,2% Время нарастания максимальной амплитуды после снятия окклюзии составило 7,3 ± 0,28 с Через месяц после начала хронического эксперимента показатель микроциркуляции до окклюзии составил 31,53 ± 2,75 пф, после пережатия показатель «биологического нуля» составил 2,94 ± 0,11 пф После снятия зажима максимальная амплитуда была достигнута через 10,4 ± 0,83 с Максимальная амплитуда после снятия окклюзия достигла значения 63,5 ± 2,94 пф В результате резерв кровотока увеличился до значения 201 ±6,8%

Ко второму месяцу эксперимента исходный показатель микроциркуляции достиг значения 25,5 ± 1,8 пф При наложении зажима показатель микроциркуляции снизился до значения 2,67 ± 0,09 пф, после снятия зажима увеличился до значения 41,2 ± 7,4 пф, время нарастания максимальной амплитуды составило 13,6 ± 0,62с В результате прирост кровотока составил 161,6 ± 4,3% К третьему месяцу исходный показатель микроциркуляции составил 19,2 ± 1,3 пф После окклюзии он стал равен 2,62 ± 0,05 пф, после снятия окклюзии максимальный показатель мшфоциркуляции составил 29,8 ± 2,1 пф Нарастание этого показателя происходило в течение 13,1 ± 0,94 с Резерв кровотока в итоге составил 155 ± 4,7% На четвертый месяц хронической интоксикации исходный показатель микроциркуляции снизился до 14,7 ± 2,63 пф, после наложения зажима стал равен 2,7 ± 0,16 пф После снятия окклюзии нарастание максимального значения микроциркуляции происходило в течение 14,2 ± 0,3 с, а сам

показатель стал равен 21,48 ± 2,4 пф. В результате прирост кровотока составил 146 ±2,7%.

Проведенные исследования дают возможность предположить, что хроническое воздействие сероводородсодержащего газа Астраханского месторождения приводит к изменению продукции оксида азота эндотелиальными клетками. Для полного подтверждения этой версии был изучен уровень метаболитов оксида азота в сыворотке крови во все сроки эксперимента. Были получены результаты, свидетельствующие о том, что в первый месяц эксперимента уровень метаболитов оксида азота увеличивается до значения 67,3 ± 1,3 мкмоль/л (в контроле -13,4 ± 0,76 мкмоль/л, р<0,05).

и кМ 108 М «О 74 60 50 ■ -10 3» И 1(1

Рис. 4. Изменение содержания метаболитов оксида азота при хроническом воздействии сероводородсодержащим газом в концентрации 3 мг/м3 по сероводороду.

Ко второму месяцу хронической интоксикации отмечается максимальный уровень количества метаболитов оксида азота, это, возможно, связано с активацией индуцибельной NO-синтазы. К третьему и четвертому месяцам уровень метаболитов оксида азота несколько снижается, что, возможно, связано с истощением NO-синтазы (рис. 4).

Эндотелиальными клетками с помощью конституциональной NO-синтазы (eNOS) непрерывно генерируется уровень оксида азота, необходимый для поддержания нормального тонуса сосудов (Гуревич М.И. с соавт., 1988; Мазур H.A., 2003). NO выступает в роли фактора адаптации к гипоксии, оказывая вазодилататорное действие, улучшая тем самым тканевую перфузию, противодействует агрегации и адгезии тромбоцитов, адгезии нейтрофилов к стенкам сосудов. Оксид азота также обладает способностью тормозить пролиферацию гладкомышечных клеток (Северин Е.С., 2000; Каминская Г.О., 2004). При воздействии медиаторов воспаления, эндо- и экзогенных прооксидантов в клетках эндотелия, макрофагах экспрессируется индуцибельная NO-синтаза, под воздействием которой синтезируются большие количества оксида азота. В результате высокие концентрации NO оказывают не регуляторное, а цитотоксическое действие. Указанные выше стимуляторы iNOS, влияют и на систему перекисное

окисление липидов - антиоксидантная защита (ПОЛ - АОЗ) в сторону усиления липопероксидации. Легкие представляют собой наиболее крупную биологическую мембрану, аэрогематический барьер которой обеспечивается главным образом фосфолипидами и липопротеидами (Агаджанян Н.А. с соавт., 2000). В данной работе были изучены уровни диеновых конъюгатов, малонового диальдегида в гомогенатах легких и катал азы в сыворотке крови.

Содержание диеновых конъюгатов в гомогенатах легких в контрольной группе составило 44,5 ± 4,2 ед.опт.пл., малонового диальдегида -14,8 ± 1,52 нмоль/л, каталаза крови 84,7 ± 4,52 нмоль/л. На фоне воздействия газа ПОЛ активируется и через месяц показатель диеновых конъюгатов достигает значения 43,6 ± 3,87 ед.опт.пл., уровень малонового диальдегида 15,0 ± 2,24 нмоль/л, уровень каталазы 86,2 ± 5,3 нмоль/л. Максимальные изменения регистрируются к четвертому месяцу хронической интоксикации, когда уровень диеновых конъюгатов составил 62,5 ± 5,18 ед.опт.пл., малонового диальдегида - 32,96 ± 2,35 нмоль/л, каталазы крови 58,1 ± 0,35 нмоль/л (рис. 5). Выявленные изменения в респираторной системе объясняются тем, что преимущественным путем попадания в организм сероводородсодержащего газа является легочный (Заги дуллин 3. Ш., 1963).

В результате усиления липопероксидации образуется большое количество радикалов, которые реагируют с N0, при этом количество биодоступного оксида азота уменьшается, что приводит к вазоконстрикции, нарастанию адгезии нейтрофилов и тромбоцитов, которые, в свою очередь, начинают высвобождать в зону поражения вазоконстрикторы и цитокины (Каминская Г.О., 2004; Федотова Г.Г., 2007).

1М

т

«о

40

»

*

— диеновые тнъюгаш (сд.ош.пл.) -—ма/мжоаын днальасгнд (нмоль/л) - -А- » етгмвза вмоль'и

Рис. 5. Изменение активности системы ПОЛ АОЗ при хроническом воздействии сероводородсодержащим газом в концентрации 3 мг/м3 по сероводороду.

Для подтверждения данного предположения были исследованы система цитокинов (Т№-а, 1РЫ-у, 1Ь-10), агрегация тромбоцитов, гематокрит, уровень лейкоцитов в периферической крови.

___ I. ---1—

----1 ;

-х.- л - ■——— -—

в- —#- -——■-в -" •

юипмль 1 и*со 2 Аисхда 3 чес*** 4 несли»

Через месяц после начала хронической ингаляции сероводородсодержащим газом общее количество лейкоцитов составило 7,7 ± 0,29* 10'/л, что выше по сравнению с контролем на 2,5% В последующие сроки хронического эксперимента данный показатель повышался, достигнув значения 9,2 ± 0,43*105/л к четвертому месяцу Показатель гематокрита у подопытных животных также превышал контрольные показатели У интактных животных данный показатель составил 41,9 ± 1,8% Через один месяц после начала хронической ингаляции сероводородсодержащего газа исследуемый показатель увеличился до 43,7 ± 2,2, через два месяца он достиг значения 45,2 ± 2,1% , через три и четыре месяца - 47,6 ± 2,4 и 46,3 ± 2,6% соответственно У интактных животных процент агрегации тромбоцитов составил 16,2 ± 1,4% Через один месяц после начала хронического эксперимента данный показатель увеличился до 20,6 ± 1,6% К третьему и четвертому месяцу изменения прогрессировали, и показатель составил соответственно 24,2 ± 1,9 и 22,4 ± 1,8%

Как уже указывалось выше, система цитокинов не последнюю роль играет в развитии эндотелиальной дисфункции Одно из центральных мест в ряду медиаторов принадлежит TNF-a (Гомазков OA, 1995; Абидов МТ с соавт, 2000, Schwartz D, 2001) Данным цитокином стимулируется выработка в эндотелии факторов адгезии, он усиливает прилипание макрофагов и лимфоцитов к эндотелиоцитам, способствует их переходу в ткани, вызывает микроциркуляторные нарушения Помимо всего прочего, TNF-a оказывает непосредственное цитотоксическое действие на клетки и, в частности, на эндотелиоциты (Date M et al, 1998) Одним из эффектов TNF-a является повышение проницаемости микрососудов малого круга кровообращения (Schulman CI et al, 2002) и стимуляция выработки соединительной ткани Существуют литературные данные о том, что именно TNF-a играет ключевую роль в формировании легочного фиброза (Bienvenu J, Fradelizi D, 1991). Нарастанию пневмофиброза способствуют альвеолярные макрофаги, которые в условиях хронического воспаления изменяют свою синтетическую активность и начинают усиленно синтезировать TNF-a (Russell R et al, 2002) При изучении провоспалительных цитокинов - TNF-a и IFN-y было отмечено увеличение их количества в зависимости от срока эксперимента Так, в контрольной группе содержание TNF-a в сыворотке крови составило 31,9 ± 1,9 пг/мл, через месяц уровень повысился до 137,94 ± 26,92 пг/мл, к третьему месяцу показатель вырос более чем в семь раз по сравнению с контролем, и к четвертому месяцу наблюдалось небольшое снижение его до значения - 232,5 ± 32,6 пг/мл

Примерно та же тенденция наблюдается и при изучении другого провоспалительного цитокина - IFN-y Если в контрольной группе содержание его составило - 26,9 ± 5,8 пг/мл, то через месяц произошло увеличение до значения - 70,85 ± 12,3 пг/мл, к третьему месяцу уровень вырос почти в шесть раз, и к четвертому месяцу произошло небольшое

снижение до 145,28 ± 26,6 пг/мл. Было также отмечено изменение количества противовоспалительного цитокина - 1Ь-10. В контрольной группе животных содержание данного цитокина составило -17,64 ± 4,2 пг/мл, к первому месяцу эксперимента произошло увеличение в пять раз, что свидетельствует об активации противовоспалительных механизмов, однако к третьему месяцу хронической интоксикации происходит снижение этого показателя (рис. 6).

пг/мл

Рис. 6. Изменение уровня провоспалительных и противовоспалительных цитокинов при хроническом воздействии сероводородсодержащим газом в концентрации 3 мг/м3 по сероводороду.

Анализ полученных результатов согласовывается с данными литературы о том, что изменение продукции оксида азота приводит к пролиферации гладкомышечных клеток, что и было обнаружено при проведении морфологических и морфометрических исследований. Было отмечено, что уже через месяц наблюдаются изменения микрососудов: увеличение диаметра и толщины сосудистой стенки, уменьшение просвета сосудов, выявляются частично склерозированные сосуды. На более поздних сроках эксперимента отмечается густая инфильтрация клетками лимфоидного ряда, причем как стенки сосудов, так и периваскулярного пространства. Диаметр сосудов увеличивается пропорционально увеличению толщины стенки. Отмечается изменение поверхности сосудов. На ранних сроках эксперимента отмечались расширения сосудистой стенки, напоминающие вздутия, на более поздних выявляются булавовидные расширения, и внешне сосуд приобретает волнообразный вид.

Изменение продукции оксида азота ведет также к повышению сосудистой проницаемости для белков и липопротеинов (Манухина Е.Б. с соавт., 2002; Аметов A.C. с соавт., 2005). В увеличении сосудистой проницаемости большую роль играет TNF-a, который оказывает непосредственное повреждающее действие на эндотелий и увеличивает проницаемость. У контрольных животных свечение выявляется в стенке сосуда и немного в периваскулярном пространстве, что объясняется транскапиллярным обменом. Через месяц хронической интоксикации

люминесцентное вещество прокрашивает все слои сосудистой стенки, а на более поздних сроках эксперимента отмечается полностью его выход за пределы сосудистой стенки Данное вещество заполняет все периваскулярное пространство Таким образом, при хроническом воздействии сероводородсодержащего газа отмечается повышение сосудистой проницаемости, которое обусловлено, возможно, изменением выработки NO, или увеличением количества цитокинов

Повышение сосудистой проницаемости приводит к тому, что в паренхиму легкого устремляются новые клетки, в основном, макрофагально-лимфоцитарного ряда, что подтверждается морфологическим исследованием Они, в свою очередь, обладают высокой провоспалительной активностью, вырабатывают новые медиаторы воспаления, формируется замкнутый круг (рис 7) Макрофаги при хроническом воспалении обладают повышенной способностью к выделению эластаз и пониженной - к выделению ингибиторов протеолиза, по сравнению с макрофагами от здоровых лиц (Агаджанян НА с соавт, 2000, Трубников ГА с соавт, 2002) Повышенное выделение протеолитических ферментов в условиях уменьшенной продукции ингибиторов протеолиза способствует быстрому растворению новообразующейся соединительной ткани, в результате ведет к формированию массивного пневмофиброза с нарушением строения легочного ацинуса (Попова Е Н с соавт, 2004, Crouch Е , 1990, Russell R et al, 2002) При морфологическом исследовании было отмечено нарастание соединительной ткани в паренхиме легкого. В первый месяц эксперимента отмечается легкий фиброз вокруг крупных и средних бронхов и вокруг артериол Ко второму месяцу эксперимента отмечается рост соединительной ткани в местах ателектаза, многие мелкие сосуды полностью сьслерозированы, вокруг них отчетливо выявляется соединительная ткань На более поздних сроках эксперимента фиброз выявляется не только вокруг сосудов и бронхов, но и в межальвеолярных перегородках В результате распространенного пнефмофиброза и склерозирования сосудов уменьшается количество действующих ацинусов

Анализ результатов проведенных исследований позволяет считать, что в первые месяцы хронической ингаляции сероводородсодержащего газа изменения цитокинового статуса и перекисного окисления липидов вызывают функциональные изменения в микроциркуляторном русле легких (рис 7), которые можно скорректировать с помощью патогенетического лечения Была применена комбинация препаратов вессел дуэ ф, который относится к группе гликозаминогликанов, и флогензима, относящегося к группе препаратов системной энзимотерапии

Гликозаминогликаны были выбраны потому, что их физиологические функции включают регуляцию гемостаза и микроциркуляции, обеспечение селективной проницаемости сосудистых стенок, защиту внутренних органов от разнообразных повреждающих

воздействий токсических веществ, иммунных комплексов, протеолитических ферментов и т.д Весел дуэ ф (сулодексид) представляет собой специфический гликозаминогликан с высокой тропностью к эндотелию, обладающий всеми перечисленными ниже характеристиками (Ермолов СЮ с соавт, 2003, Перепеч Н Б, 2003) Применение флогэнзима приводит к уменьшению инфильтрации плазматическими белками интерстиция, увеличению эвакуации белкового детрита и депозитов фибрина в зоне воспаления, что обеспечивает восстановление микроциркуляции, утилизацию продуктов воспаления, оксигенацию и трофику тканей, появление анальгезирующего эффекта. Ферменты способствуют физиологическому ходу воспалительного процесса, предупреждая развитие хронических рецидивирующих воспалительных процессов Препарат оказывает и иммуномодулирующее действие (Минаев С В , 2004).

Были изучены основные эффекты данных препаратов Они оба обладают способностью увеличивать тромборезистентность и в умеренной степени активизировать фибринолиз В связи с этим было изучено влияние данных препаратов на состояние агрегации тромбоцитов, а также на гематокрит Уже через один месяц после начала эксперимента отмечалось повышение показателя агрегации тромбоцитов на 9,25%, а в группе животных, не получавшей лечения, на 27% Гематокрит в группе с лечением повысился всего на 0,7%, в группе без лечения на 4% Примерно такая же тенденция отмечалась и в остальные сроки эксперимента

Было также исследовано влияние комбинации данных препаратов на цитокиновый статус, в частности, на Т№-а Отмечена положительная динамике в группе животных, получавших лечение по сравнению с группой без лечения Данные препараты также повлияли на показатели микроциркуляции, которые значительно улучшились по сравнению с данными из группы животных без лечения Улучшились значения параметра микроциркуляции, уменьшился миогенный тонус, увеличилась амплитуда эндотелиальных колебаний. Данные препараты могут быть рекомендованы для коррекции нарушений в респираторной системе, вызванных хронической ингаляцией сероводородсодержащего газа Астраханского месторождения

К)

о

ФИБРОЗ"

Рис. 7. Предполагаемая схема патогенеза нарушения микроциркуляции при хроническом воздействии сероводородсодержащим газом в концентрации 3 мг/м3.

выводы

1. Микрогемодинамическая ситуация в легких на начальных этапах хронического воздействия сероводородсодержащим газом характеризуется увеличением числа функционирующих микрососудов легких и параметров микроциркуляции, что свидетельствует о высоких функциональных приспособительных возможностях микроциркуляторного русла легких На поздних сроках эксперимента изменения в микроциркуляторном русле легких проявляются снижением индекса эффективности микроциркуляции и повышением показателя шунтирования

2 Хроническое воздействие сероводородсодержащего газа приводит к формированию эндотелийзависимого типа нарушения микроциркуляции

3. Хроническое действие сероводородсодержащего газа приводит к изменению функциональной активности эндотелия, что проявляется увеличением продуктов свободнорадикального окисления в легких, снижением антиоксидантной защиты, возрастанием уровня провоспалительных цитокинов (ФНОа и ИФНу), изменением продукции оксида азота и агрегации тромбоцитов.

4 На фоне хронического воздействия сероводородсодержащим газом увеличивается толщина сосудистой стенки, уменьшается количество сосудов на единицу площади, возрастает сосудистая проницаемость, что ведет к ухудшению капиллярной перфузии и расширению межальвеолярных пространств Однотипная тканевая перестройка легких с развитием диффузного и мелкоочагового пневмосклероза параллельно с изменением сосудов микроциркуляторного русла ведет к снижению дыхательной поверхности легких

5 Выраженные изменения микроциркуляции в легких при хроническом воздействии сероводородсодержащим газом требуют патогенетической медикаментозной терапии, корригирующей нарушения микроциркуляторного кровотока и функциональной активности эндотелия с помощью лекарственных средств антиоксидантного, антигипоксического, иммунокорригирующего, дезагрегантного и противовоспалительного действия

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 1 Метод лазерной допплеровской флоуметрии, исследование системы перекисное окисление липидов — антиоксидантная защита, цитокинового статуса, определение метаболитов азота и агрегации

тромбоцитов помогают оценить микроциркуляторные нарушения в легких при хронической ингаляции сероводородсодержащего газа, что позволяет использовать данные методы в качестве диагностических и прогностических маркеров у работников газовой промышленности.

2 Для коррекции изменений, вызванных хронической ингаляцией сероводородсодержащего газа в концентрациях, не превышающих ПДК, целесообразно применять с целью профилактики и лечения препараты системной энзимотерапии (флогензим) и гликозаминогликаны (вессел дуэ ф)

Список принятых сокращений

АОЗ - АНТИОКСИДАНТНАЯ СИСТЕМА

Ад - АМПЛИТУДА РЕСПИРАТОРНЫХ КОЛЕБАНИЙ

А„ - АМПЛИТУДА МИОГЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ

А„ - АМПЛИТУДА НЕЙРОГЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ

Ас - АМПЛИТУДА ПУЛЬСОВЫХ КОЛЕБАНИЙ

А, - АМПЛИТУДА ЭНДОТЕЛИАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ

ГАГ - ГЛИКОЗАМИНОГЛИКАНЫ

eNOS - ЭНДОТЕЛИАЛЬНАЯ NO-СИНТАЗА

ИЛ-10, IL-10 - ИНТЕРЛЕЙКИН - 10

iNOS - ИНДУЦИБЕЛЬНАЯ NO-СИНТАЗА

ИФН-у, IFN-Y-ИНТЕРФЕРОН ГАММА

ИЭМ - ИНДЕКС ЭФФЕКТИВНОСТИ МИКРОЦИРКУЛЯЦИИ

МТ - МИОГЕННЫЙ ТОНУС

Моккл - ПАРАМЕТР МИКРОЦИРКУЛЯЦИИ ПОСЛЕ ОККЛЮЗИИ

НТ - НЕЙРОГЕННЫЙ ТОНУС

N0-ОКСИД АЗОТА

ПМ- ПАРАМЕТР МИКРОЦИРКУЛЯЦИИ

ПМИСХ - ИСХОДНОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПАРАМЕТРА МИКРОЦИРКУЛЯЦЙИ ПМмлх - МАКСИМАЛЬНОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПАРАМЕТРА МИКРОЦИРКУЛЯЦИИ ПОЛ - ПЕРЕКИСНОЕ ОКИСЛЕНИЕ ЛИПИДОВ ПШ - ПОКАЗАТЕЛЬ ШУНТИРОВАНИЯ PICK - РЕЗЕРВ КРОВОТОКА

ФНО-а, TNF- - ФАКТОР НЕКРОЗА ОПУХОЛИ - АЛЬФА

Список работ, опубликованных по теме диссертации

Морфофункциональная характеристика кардиореспираторной системы в условиях воздействия сероводородсодержащим газом / Л И Наумова, В Г Сердюков, О А Основина, ТА Шишкина // Актуальные вопросы эволюционной, возрастной и экологической морфологии Материалы Всерос конф с междунар участием Белгород, 2006 С 117

Шишкина, ТА Действие сероводородсодержащего газа Астраханского месторождения на систему дыхания /ТА Шишкина, МА Шубина//Актуальные вопросы педиатрии Сб науч трудов Астрахань, 2006 С 283-285

Шишкина, Т.А Влияние на сосудистую стенку неблагоприятных факторов среды /И С Фисенко, Т А Шишкина, Н В Милехина// Морфология 2007 -№3 С 97.

Шишкина, ТА Морфофункциональные изменения в легких при воздействии неблагоприятных факторов среды/ ТА Шишкина, Л И Наумова, И С Фисенко// Морфология 2007 - №3 С 101 Реакция респираторной системы на действие неблагоприятных факторов среды /ТА. Шишкина, И Ю Чекунова, Л И Наумова, И С Фисенко// Морфология 2007 - №3 С 102 Шишкина, Т А Структурные изменения в легких лабораторных животных при воздействии сероводородсодержащего газа /С Б Моталин, ТА Шишкина// Морфологический вестник 2007 - №2 С 54-59

Шишкина, ТА Динамика вазомоторной дисфункции эндотелия при хроническом воздействии сероводородсодержащего газа /Н Н Тризно, ТА Шишкина, М Н. Тризно// Астраханский медицинский журнал 2007 -№4 С 30-37

Шишкина, ТА Цитокиновый статус при длительном воздействии сероводородсодержащего газа малой концентрации /Т А Шишкина, Н Н Тризно// Естественные науки 2007 - №4 С 45-52 Шишкина, ТА Изменение микроциркуляции и функции эндотелия на фоне токсического воздействия до и после лечения /Н Н Тризно, ТА Шишкина//Естественные науки 2007 -№4 С 52-55

Подписано к печати 30 01 08 Объем 1 печ Тираж 100 экз Заказ № Н-16 Отпечатано в типографии «Триада» уя Савушкина 61"А", тед 60-00-29

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Заболевания легких, вызванные воздействием промышленных газообразных поллютантов, остаются актуальной проблемой профессиональной и экологической пульмонологии (Полунин И.Н. с соавт., 1999; Жестков А.В., 2000; Агаджанян Н.А. с соавт., 2 000; Трубников Г.А. с соавт., 2000, 2002; Чучалин А.Г., 2004; Махонько М.Н., 2006) . Болезни органов дыхания среди работников Астраханского газоперерабатывающего завода занимают одно из первых мест в структуре заболеваемости и приводят к большим экономическим потерям, связанным со значительным снижением трудоспособности (Агаджанян Н.А. с соавт., 2 000; Сабельни-кова И. В. с соавт., 2002; Бучина М.М. с соавт., 2002; Чалов В. В. с соавт., 2006) . Исследования, посвященные воздействию сероводородсодержащего газа на респираторную систему, носят в основном описательный характер. Работ, объясняющих патогенез возникающих изменений, крайне мало, и носят они противоречивый характер (Агаджанян Н.А. с соавт., 2002; Тризно Н.Н. с соавт.,2005).

Хроническое воздействие сероводородсодержащего газа приводит к развитию хронического эндотоксикоза (Беднов И.А., 2004; Тризно Н.Н. с соавт., 2005), проблема механизмов развития которого в настоящее время занимает одно из ведущих мест в понимании патогенеза различных заболеваний (Новочадов В.В., Писарев В.Б., 2005; Итмезех Ахмад, 2006; Федотова Г.Г., 2007).

При хроническом эндотоксикозе образуются продукты свободнорадикального окисления, цитокины, белки воспаления. Данные субстраты эндогенной интоксикации оказывают многочисленные отрицательные эффекты на .ч все системы организма, в том числе и на микроциркуляторное русло (Палеев

Н.Р. с соавт., 2003/ Петрищев Н.Н., Власов Т.Д., 2003; Ка-роли Н.А., Ребров А.П., 2005; Крупаткин А.И., Сидоров В.В., 2005; Марков Х.М., 2005; Новочадов В.В., Писарев В.Б., 2005; Date М. et al., 1998). На начальных этапах развития различных заболеваний, в том числе и органов дыхания, микроциркуляторное русло подвергается функциональной перестройке с минимальными изменениями и проявлениями. На более поздних стадиях возникшие изменения ведут к стойкому нарушению кровообращения в органах и тканях с дальнейшим нарушением их функции (Ефименко Н.А. с соавт., 2003; Чернеховская Н.Е. с соавт., 2005).

В последние годы при изучении патогенеза различных заболеваний, в том числе и болезней респираторной системы, наряду с общеизвестными причинами, проблема дисфункции эндотелия привлекает все большее внимание исследователей (Редькин Ю.В., 2003; Николаев К.Ю., 2003; Каминская Г.О., 2004; Аметов А.С. с соавт., 2005; Покровский В.И., Виноградов Н.А., 2005). Эндотелиальная дисфункция может быть определена как дисбаланс между релаксирующими и констрик-торными факторами, анти- и прокоагулян^ными медиаторами, факторами роста и их ингибиторами. Повреждение или активация эндотелия разрывает нормальные регуляторные связи и приводит к нарушению его функции, причем повреждения сосудистой стенки могут быть как структурными (травматические, реакция антиген - антитело и другие), так и функциональными, обусловленными нарушением клеточного метаболизма, истощением энергетических запасов, ингибированием отдельных функциональных систем сосудистой стенки (Кароли Н.А., Ребров А.П., 2005).

Ранняя диагностика эндотелиальной дисфункции при воздействии сероводородсодержащим газом и понимание механизмов развития этой дисфункции дают возможность своевременно назначить патогенетически обоснованную терапию, что, в свою очередь, сможет обеспечить коррекцию возникших изменений .

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ: изучить механизмй нарушения микроциркуляции и функциональной активности эндотелия в легких при хроническом воздействии сероводородсодержащего газа.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ:

1. Провести исследование изменений микроциркуляции в легких с помощью метода лазерной допплеров-ской флоуметрии у лабораторных животных при хроническом воздействии сероводородсодержащего газа.

2. Изучить эндотелийзависимые и эндотелийнезаУ висимые реакции сосудов микроциркуляторного русла при хроническом воздействии сероводородсодержащего газа.

3. Выявить закономерности изменения биохимических показателей (в системе перекисного окисления липидов - антиоксидантной защиты, спонтанной продукции цитокинов, уровня оксида азота, количества лейкоцитов, агрегации тромбоцитов, гематокрита) у лабораторных животных при хроническом воздействии сероводородсодержащего газа.

4. Изучить морфологические проявления дисфункции эндотелия у лабораторных животных при хроническом воздействии сероводородсодержащего газа.

5. Исследовать пути возможной фармакологической коррекции нарушения микроциркуляции и эндотелиальной дисфункции, возникающих при хроническом воздействии сероводородсодержащего газа.

НОВИЗНА ИССЛЕДОВАНИЯ. Впервые исследована микроциркуляция в легких и мышцах конечностей лабораторных животных методом лазерной допплеровской флоуметрии при хроническом воздействии сероводородсодержащим газом, и проведена их сравнительная оценка. Установлено, что изменения при хроническом воздействии сероводородсодержащим газом носят системный характер.

Впервые у лабораторных животных, подвергавшихся хронической ингаляции сероводородсодержащего газа, были проведены фармакологические и окклюзионная пробы, вызывающие эндотелийзависимую и эндотелийнезависимую дилатацию. Установлено, что нарушения микроциркуляции носят преимущественно эндотелийзависимый характер.

Выявлена взаимосвязь между нарушениями в системе пе-рекисного окисления липидов - антиоксидантной защиты в ткани легкого и степенью микроциркуляторных нарушений, а также между изменением спонтанной продукции цитокинов (TNF-a, IFN-у/ IL-10), уровнем метаболитов оксида азота и степенью микроциркуляторных нарушений. Впервые дана характеристика морфологическим изменениям в микроциркуляторном русле легких и паренхиме легкого на фоне хронического воздействия сероводородсодержащим газом в концентрации 3 мг/м3 по сероводороду.

Исследована возможность коррекции возникших изменений с помощью препаратов вессел дуз ф (сулодексид) и флоген-зим. Установлено достоверное улучшение показателей микроциркуляции после приема данных препаратов. д

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. В результате проведенных исследований определен характер микроциркуляторных нарушений при хроническом воздействии сероводородсодержащего газа. Выявлен и описан механизм нарушения микроциркуляции. Определено, что в механизме возникновения дисфункции эндотелия имеют значение повышение продукции цитокинов (TNF-a, IFN~Ya IL-10) и накопление продуктов перекисного окисления липидов. Выявленный механизм микроциркуляторных изменений в легких может служить основой для дальнейшей разработки средств коррекции микроциркуляторных нарушений у работников Астраханского газоперерабатывающего завода и населения, проживающего в санитарной зоне. Материалы диссертации могут быть использованы для преподавания соответствующих разделов патологической и нормальной физиологии, патологической анатомии, написания монографий, руководств по пульмонологии, токсикологии и патологической анатомии и служить в качестве методической основы для последующих исследований в этой области. Ч

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ.

1. Хроническое воздействие сероводородсодержащего газа приводит к повреждению эндотелия не только в легких, но и во всем организме.

2. В результате возникшего эндотелийзависимого типа нарушения микроциркуляции изменилась выработка оксида азота, что определило характер возникших изменений. д

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ.

Результаты работы доложены и обсуждены: на Всероссийской научной конференции с международным участием, посвященной 10-летию медицинского факультета и кафедры анатомии и гистологии человека БелГУ, Белгород, 17 - 18 октября 2006 г.; на конференции, посвященной 40-летию педиатрического факультета, Астрахань, 2006; на конференции «Современные аспекты гистогенеза и вопросы преподавания гистологии в вузе», посвященной ЮОтлетию со дня рождения профессора Л.И. Фалина, Москва, 2007; на международной научной конференции, посвященной 450-летию города Астрахани, Астрахань, 2007; на XII Международном конгрессе по реабилитации в медицине и иммунореабилитации, Паттайя, Таиланд, 5-9 декабря 2007 г.

ВЫВОДЫ

1. Микрогемодинамическая ситуация в легких на начальных этапах хронического воздействия сероводородсодержащим газом характеризуется увеличением числа функционирующих микрососудов легких и параметров микроциркуляции, что свидетельствует о высоких функциональных приспособительных возможностях микроциркуляторного русла легких. На поздних сроках эксперимента изменения в микроциркуляторном русле легких проявляются снижением индекса эффективности микроциркуляции и повышением показателя шунтирования.

2. Хроническое воздействие сероводородсодержащего газа приводит к формированию эндотелийзависимого типа нарушения микроциркуляции. ч

3. Хроническое действие сероводородсодержащего газа приводит к изменению функциональной активности эндотелия, что проявляется увеличением продуктов свободно-радикального окисления в легких, снижением антиокси-дантной защиты, возрастанием уровня провоспалительных цитокинов (ФНОа и ИФНу), изменением продукции оксида азота и агрегации тромбоцитов.

4. На фоне хронического воздействия сероводородсодержащим газом увеличивается толщина сосудистой стенки, уменьшается количество сосудов нач единицу площади, возрастает сосудистая проницаемость, что ведет к ухудшению капиллярной перфузии и расширению межальвеолярных пространств. Однотипная тканевая перестройка легких с развитием диффузного и мелкоочагового пнев-москлероза параллельно с изменением сосудов микроциркуляторного русла ведет к снижению дыхательной поверхности легких. Выраженные изменения микроциркуляции в легких при хроническом воздействии сероводородсодержащим газом требует патогенетической медикаментозной терапии, корригирующей нарушения микроциркудяторного кровотока и функциональной активности эндотелия с помощью лекарственных средств антиоксидантного, антигипоксиче-ского, иммунокоррегирующего, дезагрегантного и противовоспалительного действия.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.

1. Метод лазерной допплеровской флоуметрии, исследование системы перекисное окисление липидов - антиоксидантная защита, цитокинового статуса, определение метаболитов азота и агрегации тромбоцитов помогают оценить микроциркулятор-ные нарушения в легких при хронической ингаляции сероводо-родсодержащего газа, что позволяет использовать данные методы в качестве диагностических и прогностических маркеров у работников газовой промышленности.

2. Для коррекции изменений, вызванных хронической ингаляцией сероводородсодержащего газа в концентрациях, не превышающих ПДК, целесообразно применять с целью профилактики и лечения препараты системной энзимотерапии (флогензим) и гликозаминогликаны (вессел дуз ф).