Автореферат и диссертация по медицине (14.00.15) на тему:Патоморфологические и метаболические особенности изменений гепатобилиарной системы при язве желудка и хроническом воздействии пестицидов

Актуальность проблемы. В связи с повсеместным применением в сельском хозяйстве пестицидов, в состав которых входят диоксины, отмечено накопление их в окружающей среде человека - в воде, почве, продуктах питания, в организме диких и домашних животных, людей [49, 38, 9, 90, 109, 97]. Хотя проблемы клинической и экспериментальной токсикологии пестицидов достаточно широко рассмотрены в отечественной и зарубежной литературе [3, 111, 107, 83; 28, 46, 99, 106], недостаточно исследованными остаются вопросы, связанные с выявлением особенностей течения, характера осложнений, а также патоморфоза заболеваний внутренних органов в условиях, хронического воздействия ксенобиотиков, в частности-желудка и печени.

Учитывая значительную распространённость заболеваний органов пищеварения среди населения и влияние экологических факторов на здоровье человека, заслуживает внимания изучение роли пестицидов в развитии и течении язвенной болезни желудка и патологии гепатобилиарной. системы. Об1 актуальности данной проблемы свидетельствует проведение многочисленных конференций, конгрессов и др. форумов учёных: международная конференция' по сотрудничеству в решении экологических проблем (Найроби, 1990), VII международный конгресс по химии пестицидов (ФРГ, 1990), международная конференция по охране окружающей среды (Бразилия, 1992), первая сессия Временного комитета по рассмотрению химических веществ Роттердамской-конвенции о процедуре предварительного обоснования согласия в отношении отдельных опасных химических веществ и пестицидов в международной, торговле (Женева, 2000), VIII международный конгресс «Актуальные проблемы экологии человека» (Самара, 2002).

По данным Американской академии наук, из всех химических соединений наибольшую опасность для человека составляют пестициды. Клиническими и экспериментальными наблюдениями . установлено кумулятивное и гепатотоксическое действия многих пестицидов [39, 56, 78, 9, 65, 83, 117, 103,96,113].

У работников, занимающихся сельскохозяйственным трудом, а также у детей, проживающих в зоне интенсивного применения пестицидов, выявлены симптомы дисфункции желудочно-кишечного тракта, увеличение размеров печени, снижение протромбинового индекса, альбуминов, повышение в сыворотке* крови AJIT, ACT, щелочной фосфатазы, что указывает на альтерацию гепатоцитов. Кроме того, у части населения долгое время работающих с пестицидами, отмечено развитие хронического- гепатита с переходом в цирроз печени. У лиц, контактирующих с фосфорорганическими пестицидами, даже без признаков профпатологии, выявлено нарушение функции гепатобилиарной системы [56, 9, 112, 96 и др.].

Нарушение морфо-функционального состояния печени может привести к тяжёлым изменениям во многих органах и системах организма, так как она является центральным органом, осуществляющим и поддерживающим химическое постоянство организма, выполняет многообразные функции, наиболее важными из которых являются: метаболическая, (участие1 в-межуточном обмене), экскреторная и барьерная: В печени осуществляется, как синтез, так. и наиболее интенсивный распад белков; она участвует в обмене аминокислот, синтезе глутамина, креатинина. В: ней происходит синтез мочевины. Существенную роль печень играет в обмене липидов, который тесно связан с желчевыделительной функцией; в основном в печени синтезируются липопротеиды, триглицериды, фосфолипиды, желчные кислоты и острофазовые белки, а также про- и противовоспалительные компоненты; образуется значительная часть эндогенного холестерина; происходит окисление триглицеридов, образование- ацетоновых тел. Печень активно участвует в обмене углеводов: в ней синтезируется сахар и гликоген, окисляется глюкоза, она является одним из важнейших депо гликогена в организме. Участие печени в. пигментном обмене заключается в образовании билирубина, поступлении его из крови, конъюгации- и экскреции в желчь; она играет важную роль также в обмене гормонов, биогенных, аминов, витаминов, микроэлементов. Благодаря экскреторной функции печени из организма выделяются с желчью как соединения, синтезированные самой печенью, так и поступившие с кровью.

Барьерная и иммунная функции печени направлены на предохранение организма от чужеродных агентов и продуктов метаболизма. Сохранение постоянства внутренней среды организма осуществляется также за счет защитного и обезвреживающего действия. Защитное действие, как указано4 выше, обеспечивается неспецифическими и специфическими (иммунными)* механизмами. Обезвреживающее действие токсических продуктов, поступающих извне или образующихся в ходе межуточного обмена, происходит в печени благодаря химическим превращениям, в которых участвуют различные ферменты. Последние обеспечивают внеметаболические процессы. В печени не только синтезируется подавляющее их большинство, ног и обеспечивается их динамическое постоянство, а также регулируется их распад [24].

Данные литературы свидетельствуют также о том, что у лиц, длительное время контактирующих с пестицидами, развиваются, различные заболевания-органов пищеварения, а болезни гепатобилиарной системы занимают среди них значительный удельный, вес. При этом выявлены различные функциональные нарушения желудка и печени. В то же времяг отсутствуют морфологические исследования с применением гистохимических и гистоэнзиматических методов, позволяющих установить структурно-метаболические основы их развития. Без морфологических исследований трудно говорить о нозологической форме патологии гепатобилиарной системы.

В настоящее время» достоверно доказана функциональная взаимосвязь между желудком и печенью, а также развитие у многих больных с язвенной болезнью желудка нарушения функции гепатобилиарной системы [50, 9, 112, 96]. Вместе с тем сложной и недостаточно изученной проблемой является выяснение причин, механизмов развития и диагностика патоморфологических изменений печени в процессе развития язвы желудка и пенетрация ее в печень. В единичных случаях описаны морфологические изменения в печени при пенетрации язвы желудка у человека и ацетатной язвы желудка в эксперименте [10]. Однако представляет научо-практический интерес изучение особенностей альтеративных и реактивных изменений в печени при комбинации патологии: язвы желудка и длительном воздействии наиболее широко используемых пестицидов- различных химических групп (медьсодержащих, хлорорганических, фосфорорганических). Данные литературы свидетельствуют о том, что патоморфологические изменения в печени развиваются при многих токсических воздействиях на организм, особенно в условиях эксперимента. Они описаны в основном на модели отравления CCI4 и в меньшей степени - при действии пестицидов. Кроме того, в имеющихся работах морфология печени-изучена в острых опытах; в единичных исследованиях имеются данные только общеморфологического' характера в отдалённые сроки наблюдений. Отсутствуют работы, в которых исследовалась бы печень с применением ^ широкого спектра гистохимических и гистоэнзиматических методов при комбинированной патологии: язва желудка и воздействие пестицидов. Морфологическое состояние печени при язве желудка изучено недостаточно и отсутствуют какие-либо сведения о состоянии гепатобилиарной системы при пенетрации» язвы желудка и воздействии пестицидов.

С целью установления морфогенетических аспектов нарушения» основных функций печени представляет интерес изучение общеморфологическими и гистохимическими методами всего комплекса клеточно-структурных компонентов печени: гепатоцитов, долек печени, портальных трактов, печеночных вен, билиарной системы, клеток синусоидов, а также клеток иммунокомпетентной системы при воспроизведении язвы желудка и длительном пероральном воздействии пестицидов. Для профилактики профпатологии у персонала, контактирующего с пестицидами, и обеспечения безопасности работ в условиях производства и применения ядохимикатов, более важным является изучение факторов малой интенсивности, преимущественно на уровне от 1 до 50 предельно допустимой концентрации (ПДК). Указанные дозы токсических факторов нередко имеют место в окружающей среде при различных аварийных и технологических нарушениях, несоблюдении личной гигиены работающими. Кроме того, следует согласиться с Н.Ф. Измеровым и соавт. (2000), которые считают важным изучение среднесменной экспозиции токсических веществ, как это принято в большинстве зарубежных стран, в том числе в США, Германии, Франции и др.

Т.А. Николаева и Г.Н. Красовский (1976) указывают на необходимость особого внимания изучению1 санитарной надежности ПДК для контингента населения, страдающего различными хроническими заболеваниями. Авторы* считают, что в целях изучения механизма действия различных веществ на больной организм и выявление закономерности токсического эффекта отдельных групп химических соединений в зависимости от форм патологии полезными могут быть наблюдения по влиянию интоксикации водного-происхождения.

Следовательно, несмотря на значительное количество работ, посвященных изучению* различных аспектов действия пестицидов, на организм, остается, совершенно не исследованным патоморфоз и особенности клинического течения болезней внутренних органов в условиях длительного воздействия сравнительно низких доз пестицидов, приближённых к реальным. В этой связи изучение воздействия наиболее широко применяемых и разных по химическому составу пестицидов — сульфата меди, гексахлорана и хлорофоса — на гепатобилиарную систему при наличии язвы желудка является- весьма актуальным и представляет несомненный интерес для медицинской науки и практического здравоохранения.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Патоморфологический' анализ особенностей структурно-метаболических процессов в печени при язве желудка в условиях длительного воздействия пестицидов разных химических групп в эксперименте на крысах.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 1. Изучить патоморфологические изменения печени при ацетатной язве желудка.

2. Исследовать влияние длительного введения сульфата меди (медного купороса), гексахлорциклогексана (ГХЦГ) и хлорофоса в различных дозах (1, 10, 50, 100 ПДК) на гепатобилиарную систему.

3. Выяснить особенности структурно-метаболических изменений печени при ацетатной язве желудка в условиях хронического воздействия сульфата меди в дозах 1,10, 50,100 ПДК.

4. Установить особенности структурно-метаболических изменений» печени при ацетатной язве желудка в условиях хронического воздействия'ГХЦГ в дозах 1, 10, 50, 100 ПДК.

5. Исследовать особенности структурно-метаболических изменений печени при ацетатной язве желудка в условиях хронического воздействия хлорофоса в дозах 1,10, 50,100 ПДК.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА ИССЛЕДОВАНИЯ Впервые изучены патоморфологические, гистохимические и гистоэнзиматические изменения печени при ацетатной язве желудка; у крыс выявлены патоморфологические и гистохимические особенности изменений печени при язве желудка и хроническом воздействии пестицидов разных химических групп и в различных дозах. С использованием современной компьютерной видеосистемы установлены цитофотометрические количественные показатели гистохимических и гистоэнзиматических реакций в паренхиме печени в зависимости от характера и дозы воздействия пестицидов на фоне пенетрации язвы желудка.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ В результате проведённых экспериментальных исследований изучена патоморфология печени при язве желудка; выявлены влияния пестицидов разных химических групп в различных дозах на морфогенетические и метаболические изменения печени на фоне язвы желудка. Выяснены патогенетические особенности регенерации пенетрирующей в печень язвы желудка. Разработаны количественные структурно-метаболические критерии влияния малых, пороговых и действующих доз разных пестицидов на печень для корректировки принятых в настоящее время норм ПДК для больных с гастро-гепатобилиарной патологией.

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ

1. Практическое здравоохранение: результаты, полученные в эксперименте, могут быть экстраполированы на человека. Составлено инструктивное письмо для врачей и научных работников Республики Дагестан «Структурно-метаболические критерии изменений гепатобилиарной системы при пенетрации язвы желудка в печень и длительном энтеральном воздействии сульфата меди, ГХЦГ и хлорофоса». Разработанные структурно-метаболические критерии особенностей течения язвы желудка и характер' изменений гепатобилиарной системы в зависимости от дозы пестицидов используются врачами-профпатологами для оценки тяжести патологии и разработки гепатопротекторной и детоксикационной терапии.

2. Медицинская наука: в ходе выполнения' темы получено рационализаторское предложение по воспроизведению пенетрирующей в печень язвы желудка и выяснены особенности структурно-метаболических изменений гепатобилиарной^ системы при воздействии пестицидов разных химических групп в малых концентрациях на фоне пенетрации язвы желудка. Результаты исследований анализированы, обобщены и доложены на конференциях, опубликованы в центральной и местной печати.

3. Учебный процесс: результаты, исследований4 используются при чтении лекций и проведении практических занятий со студентами 3 и 4 курсов медико-профилактического и лечебного факультетов; материалы исследований включены также в рабочую программу курса повышения квалификации врачей, занимающихся профпатологией и болезнями органов пищеварительной системы в Республике Дагестан.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. При спонтанном течении и заживлении экспериментальной ацетатной язвы желудка (90 %) изменения характеризуются очаговыми фиброзными сращениями глиссоновой капсулы с дном язвы; в 10 % случаях с хронизацией и пенетрацией язвы в печень развивается пограничный хронический интерстициальный гепатит с метаболическими нарушениями в паренхиме обратимого характера.

2. Хроническое пероральное введение ГХЦГ, хлорофоса и C11SO4 животным с язвой желудка обуславливает патоморфологические изменения печени, выраженные в разной степени в зависимости от вида и дозы пестицида. При воздействии их в дозе 1 ПДК пенетрация язвы в печень наступает от 20 до 40 % случаях; увеличение,дозы пестицидов до 50-100 ПДК приводит к пенетрации язвы от 90 до 100 % случаях с развитием значительных метаболических и воспалительных изменений не только в области, дна язв, но и в отдаленной доле печени.

3. Пестициды при хроническом пероральном воздействии в дозах малой интенсивности (концентрации от 1 до 100 ПДК) не вызывают первичный токсический гепатит и цирроз печени, а приводит к гепатозам. При наличии язвы желудка воздействие ХОП, ФОП и МСС в дозах 50 ПДК (ГХЦГ - 1 мг/л, хлорофос - 2,5 мг/л, C11SO4 - 20 мг/л) и выше обуславливает агрессивное ее течение с пенетрацией в печень, развитием вторичного гепатита и гепатосклероза.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Материалы диссертации доложены и обсуждены на:

56й научной конференции молодых ученных и студентов ГОУ ВПО

Дагестанская государственная медицинская академия ФАЗ СР» - (Махачкала

2002). всероссийском конгрессе «Актуальные проблемы экологии человека»

Самара 3-5 декабря 2002 г.). международной научной конференции «Биохимшг - медицине» (Махачкала 2002 г.).

Пироговской студенческой научной конференции (Москва 2003). межрегиональной научной- конференции, посвященной 100-летию профессора Меркулова Г.А. (Тверь 14-15 января 2003г.).

II Республиканской научно-практической конференции «Новые технологии в медицине» (Махачкала 2003 г.). межкафедральной конференции на кафедре патологической анатомии Дагестанской государственной медицинской академии - Махачкала 2005 г.

57й научной конференции молодых учённых и студентов ГОУ ВПО «Дагестанская государственная медицинская академия ФАЗ-СР» — (Махачкала-2005).

ПУБЛИКАЦИИ

По- теме диссертаций, опубликовано 13 научных работ. Получено удостоверение на рационализаторское предложение № 03 — 1216, выданное Дагестанской государственной медицинской академией 06. 02. 2003 г. (Способ воспроизведения полиорганной пенетрирующей язвы желудка).

СТРУКТУРА И ОБЪЁМ РАБОТЫ Диссертация изложена на 160 страницах, иллюстрирована 81 микрофотографией, 7 таблицами, 22 графиками. Работа состоит из введения и, 4 глав, выводов, практических рекомендаций, списка литературы, включающего 118 источников (91 на русском и 27 иностранном языках).

145 ВЫВОДЫ

1. При экспериментальной- ацетатной язве желудка через 6 месяцев у большинства животных (90 %) наступает спонтанное заживление с сохранением, фиброзных сращений между стенкой желудка и глиссоновой' капсулой. При, этом изменения в печени имеют регионарный характер с усилением фибропластических процессов. Вместе с тем в случаях с сохранением* пенетрирующей в печень язвы, желудка развиваются воспалительные и дисэнзиматические изменения в пограничной с дном» язвы зоне печени.

2. При длительном пероральном- воздействию пестицидов (ГХЦГ, CuS04 хлорофос,) в дозахЮ" ПДК у животных развиваются слабо выраженные, в основном однотипные, изменения в виде регионарного угнетения ключевых ферментов метаболизма в митохондриях (СДГ, а-ГФДГ), микросомах (МАО)* активирования гликолитических и гидролитических процессов с участием ЛДГ и ферментов лизосом (КФ), аппарата Гольджи (ЩФ),1 участвующих в утилизации* и экскреции ксенобиотиков. При увеличении концентрации пестицидов в-питьевой воде до 50 - 100 ПДК у животных наступает фаза декомпенсации метаболических процессов со снижением активности СДГ и МАО на 50 % и'развивается жировой гепатоз. Однако в. мезенхимальных, ретикулоэндотелиальных и гистиоцитарных структурах сохраняются на более высоком уровне компенсаторные и адаптационные процессы.

3. У животных с моделированием комбинированной патологии (воспроизведения ацетатной язвы желудка и введения пестицидов)-патоморфологические изменения печени взаимосвязаны как с дозой пестицида, так и с морфогенезом язвы. Так, в группе животных, получавших пестициды (ГХЦГ, CuS04, хлорофос) в дозе 1 ПДК, обнаружены отклонения от контрольной группы по характеру морфогенеза язвы, в виде увеличения на 10 % пенетрирующих язв желудка (ГХЦГ, хлорофос) и на 20 % - при CuS04, а также морфологические и гистохимические изменения печени. При, сохранении пенетрирующей в печень язвы желудка повышаются метаболические и защитно-приспособительные процессы как в пограничной зоне пенетрации, так и в отдаленной доле печени.

4. У животных с пенетрирующей в печень язвой желудка и длительным введением ГХЦГ в дозе 1 ПДК (0,02 мг/л) развиваются гистоэнзиматические сдвиги, в пограничной с дном, язвы зоне печени, свидетельствующие об интенсификации метаболических процессов компенсаторного характера. По мере увеличения концентрации пестицида в питьевой воде (10 - 50 - 100 ПДК) наблюдается регрессивное течение язвы с увеличением частоты пенетрации в печень, угнетением активности всех, дегидрогеназ, МАО, снижением содержания гликогена, РНК в гепатоцитах и одновременным повышением КФ и ЩФ не только в зоне пенетрации, но и. в отдаленной доле печени. '

5. Длительное введение с питьевой водой CUSO4 у животных с ацетатной язвой желудка оказывает политропное влияние на* печень в зависимости от дозы. Пестицид в дозе 1 — 10 ПДК стимулирует регенеративные процессы в пограничной с дном язвы зоне, особенно за счет пролиферации ретикулоэндотелиальных клеток И' билиарного эпителия, а также интенсифицируется метаболические процессы в. паренхиме печени. При увеличении дозовой нагрузки его до 50 - 100 ПДК наблюдаются диффузно выраженные дисэнзиматические альтеративные изменения с одновременным учащением пенетрации язвы в печень за счет некробиоза печеночной паренхимы в пограничной с дном язвы зоне.

6. Длительное пероральное введение хлорофоса в дозе 1 ПДК не оказывает заметного влияния на морфогенез язвы желудка, но активизирует компенсаторно-приспособительные процессы за счет интенсификации внутриклеточного метаболизма. Начиная с дозы 10 ПДК, наблюдается угнетение митохондриальных (СДГ, а-ГФДГ) и микросомального (МАО) ферментов, падение синтеза гликогена и РНК в гепатоцитах и нарастание пенетрации язвы в печень; при увеличении дозы до 50 - 100 ПДК наступает инактивация гидролитических ферментов лизосом (КФ), аппарата Гольджи и билиарных полюсов гепатоцитов (ЩФ).

7. Пестициды при пероральном воздействии в дозах малой интенсивности (концентрации от 1 до 10 ПДК) не вызывают первичный токсический гепатит и цирроз печени, а обуславливают метаболические нарушения типа гепатозов. При наличии сопутствующей язвы желудка воздействие пестицидов (ГХЦГ, C11SO4, хлорофос) в дозах 50 ПДК и выше обуславливает агрессивное течение её с пенетрацией в печень, развитием вторичного гепатита, гепатосклероза и дисфункцией гепатобилиарной системы. При этом наиболее токсичным для печени из изученных пестицидов является ГХЦГ.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

С целью выявления ранних признаков нарушений гепатобилиарной системы при язвенной болезни желудка и длительном воздействии пестицидов (ГХЦГ, CuS04, хлорофос) на уровне 1 - 100 ПДК рекомендуется исследовать в биоптатах печени маркерные ферменты микросом — МАО; митохондрий — а-ГФДГ и СДГ, лизосом - КФ, аппарата Гольджи - ЩФ.

Повышение энзиматической активности в органеллах клеток печени следует рассматривать как показатель усиления детоксикационного адаптивно-компенсаторного синдрома при воздействии пестицидов в дозах малой интенсивности (от 1 до 10 ПДК).

Снижение активности микросомально-митохондриальных ферментов печени и ЩФ в полюсах гепатоцитов с одновременным повышением ЛДГ и также КФ в клетках Купфера следует трактовать как проявление декомпенсации адаптационных механизмов и начальных признаков интоксикации.

Практическим врачам следует учитывать, что у рабочих с язвой желудка при длительном пероральном поступлении пестицидов в дозах, превышающих 10 ПДК (ГХЦГ - 0,2 мг/л, CuS04- 4 мг/л, хлорофос - 0,5 мг/л), возможно агрессивное её течение с пенетрацией в печень и развитием гепатита, холангиогепатосклероза и других осложнений.

149