Ультраструктурные изменения почек в динамике алкогольной интоксикации

Сибирский государственный медицинский университет, г. Томск

Введение. В последние годы на фоне резкого увеличения общего количества острых отравлений, наблюдается значительный рост числа несмертельных интоксикаций, обусловленных употреблением алкогольных напитков [10]. При этом морфологические изменения внутренних органов зависят как от дозы принятого алкоголя, так и от длительности алкогольной интоксикации [4-7, 12]. Это тем более актуально, что несмертельная алкогольная интоксикация модифицирует ответную реакцию организма при последующем действии внешних стрессоров экстремальной силы, будь то отравление другим ядом, механическая или термическая травма [1-3, 6-9]. В таких случаях очень важно правильно оценивать вклад алкогольной интоксикации в развитие смертельного исхода, так как если вклад будет значимым, то причина смерти будет расценена как комбинированная, если вклад будет не значимым, то алкогольная интоксикация будет расценена как сопутствующее состояние, не имеющее отношение к развитию летального исхода. Кроме того, важным аспектом является возможность установления давности употребления этанола перед началом воздействия фатального стрессора приведшего к смертельному исходу без развития агонии по морфологическим изменениям внутренних органов. Одним из таких органов являются почки, которые, несомненно, реагируют на алкогольную интоксикацию как в результате прямого воздействия этанола на почки при его элиминации в неизменном виде с мочой, так и в результате опосредованного влияния через сосудистую и нейрогуморальную регуляцию [11].

Материал и методы. Для оценки ультраструктурных изменений почек в динамике общей гипотермии экспериментальное исследование. Объектом исследования явились половозрелые (в возрасте 3 мес.) беспородные белые крысы – самцы массой 250-280 г (n=60). Животных содержали в клетках с опилками по 5 особей в лаборатории кафедры судебной медицины с курсом токсикологической химии ГБОУ ВПО СибГМУ Минздрава России при температуре +20 - +22°С при свободном доступе к воде и пище, одинаковой для всех крыс. Контрольную группу составили 5 интактных крыс-самцов.

Эксперимент проведен в осенний период с ноября 2012 по март 2015 года. За сутки до эксперимента животных лишали пищи. Для изучения алкогольной интоксикации животным под эфирным наркозом через интрагастральный зонд вводили в желудок 40% раствор этанола в дозах 2, 4 и 8 миллилитров чистого этанола на один килограмм массы животного.

Время начала введения раствора этанола в каждой серии эксперимента 9 часов 00 минут, время окончания введения 9 часов 10 минут. Крыс выводили из эксперимента путем декапитации под эфирным наркозом через 1, 3, 5, 7 часов после введения раствора этанола. При вскрытии животного органы выделялись единым органокомплексом, после чего отпрепаровывали почки, одну из которых (левую) фиксировали для последующей световой микроскопии в 10% растворе нейтрального формалина, а другую (правую) – для электронной микроскопии фиксировали в 2,5 % растворе глутарового альдегида на какодилатном буфере рН 7,4, постфиксировали в 1 % четырехокиси осмия, дегидратировали в спиртах возрастающей концентрации и заливали в эпон-аралдит. Срезы готовили на ультратоме LKB-III. Ультратонкие срезы контрастировали уранилацетатом и цитратом свинца. Полутонкие срезы окрашивали толуидиновым синим.

Электронная микроскопия проводилась на микроскопе “JEM-100 CXII” (“JEOL”, Япония) с апертурной диафрагмой 25 - 30 мкм при ускоряющем напряжении 80 кВ.

На электронограммах оценено состояние клубочкового и канальцевого аппарата почек. Измерена толщина цитоподий в подоцитах, подсчитана доля клеток с пикнотичными ядрами в мезангиоцитах, эпителии проксимальных и дистальных канальцев, методом точечного счета определены удельный объем ядра и митохондрий удельный объем ядрышка ядер нефроцитов проксимальных и дистальных канальцев.

Статистическая обработка результатов была проведена с использованием пакета программ «STATISTICA 6.0» с вычислением для каждой выборки следующих параметров: среднее арифметическое (М) и ошибка среднего арифметического (m). Данные, полученные на экспериментальном материале, обработаны с помощью тестов Вилкоксона и Манна-Уитни. Статистически значимыми результаты считались при p<0,05, о выраженной тенденции судили при p<0,1.

Результаты и обсуждение. Как показало проведенное исследование, алкогольная интоксикация, вызванная введением этанола в дозе 2 мл/кг, не вызывает статистически значимых ультраструктурных изменений в клетках почек (табл. 1), что, по-видимому, обусловлено небольшой концентрацией этанола в крови и эффективной его утилизацией путем метаболизма в печени, что нивелирует нефротоксическое действие этого токсического агента.

При интоксикации, вызванной введением этанола в дозе 4 мл/кг, адаптивная реакция почек реализуется в том числе и за счет перестройки ультраструктурных компонентов клеток клубочкового и канальцевого аппарата почек. Уже через один час после введения этанола, пока его всасывание преобладает на элиминацией, увеличивается объемная плотность митохондрий в нефроцитах проксимальных и дистальных канальцев, через три часа увеличивается удельный объем ядер нефротелия дистальных канальцев, а через семь часов и проксимальных, через пять часов увеличивается толщина ножек подоцитов. Также через семь часов увеличивается удельный объем ядрышек в ядрах нефроцитов проксимальных канальцев. Не остаются незамеченными на ультраструктурном уровне изменения, которые можно расценить как нефротоксическое действие этанола – уже через час после его введения увеличивается увеличивается количество мезангиоцитов, нефроцитов проксимальных и дистальных канальцев с пикнотичными ядрами, и это увеличение сохраняется до конца семичасового периода наблюдения (табл. 2).

Таблица 1. Ультраструктурные изменения в ткани почек в динамике алкогольной интоксикации, вызванной интрагастральным введением 4% раствора этанола в дозе 2 мл/кг.

Таблица 1. Ультраструктурные изменения в ткани почек в динамике алкогольной интоксикации, вызванной интрагастральным введением 4% раствора этанола в дозе 2 мл/кг.

При интоксикации, вызванной введением этанола в дозе 8 мл/кг, ультраструктурная перестройка в клетках клубочкового и канальцевого аппарата происходит еще быстрее, и выражена больше, чем при интоксикации, вызванной меньшими дозами этанола (табл. 3). Через один час после введения этанола увеличивается объемная плотность митохондрий в нефроцитах проксимальных канальцев, утолщаются ножки подоцитов.

Таблица 2. Ультраструктурные изменения в ткани почек в динамике алкогольной интоксикации, вызванной интрагастральным введением 40 % раствора этанола в дозе 4 мл/кг.

Таблица 2. Ультраструктурные изменения в ткани почек в динамике алкогольной интоксикации, вызванной интрагастральным введением 40 % раствора этанола в дозе 4 мл/кг.

Через три часа увеличивается плотность митохондрий в нефроцитах дистальных канальцев, толщина ножек подоцитов не отличается от контрольных значений. Через пять часов утолщаются ножки подоцитов, увеличивается удельный объем ядрышек в ядрах нефроцитов проксимальных и дистальных канальцев, и это увеличение остается до конца наблюдения.

Таблица 3. Ультраструктурные изменения в ткани почек в динамике алкогольной интоксикации, вызванной интрагастральным введением 40 % раствора этанола в дозе 8 мл/кг.

Таблица 3. Ультраструктурные изменения в ткани почек в динамике алкогольной интоксикации, вызванной интрагастральным введением 40 % раствора этанола в дозе 8 мл/кг.

Немного иначе, чем при интоксикации, вызванной введением этанола в дозе 4 мл/кг, происходят изменения, которые можно расценить как нефротоксическое действие этанола – через час после его введения в дозе 8 мл/кг увеличивается увеличивается количество нефроцитов проксимальных канальцев с пикнотичными ядрами, и это увеличение сохраняется до конца семичасового периода наблюдения. А вот количество мезангиоцитов и нефроцитов дистальных канальцев с пикнотичнымия ядрами статистически значимо увеличивается лишь через 3 часа воздействия, также сохраняясь до конца наблюдения.

Таким образом, исходя из полученных в результате экспериментального исследования данных, можно заключить что у крыс при интоксикации, вызванной интрагастральным введением этанола в дозе 2 мл/кг, значимых ультраструктурных изменений в клетках клубочкового и канальцевого аппарата почек не происходит, нефротоксическое действие этанола на ультраструктурном уровне не регистрируется. При интоксикации у крыс, вызванной интрагастральным введением этанола в дозах 4 и 8 мл/кг уже через час после введения этанола регистрируются признаки, свидетельствующие об ультраструктурной перестройке в клетках почек, направленной на повышение их функциональной активности. При этом регистрируется увеличение количества мезангиоцитов и нефроцитов проксимальных и дистальных канальцев с пикнотичнымия ядрами, что можно расценивать как нефротоксического действия этанола.

Список использованных источников:

  1. Вероятностное определение причины смерти в случаях несовместимой с жизнью механической травмы и отравления этиловым алкоголем по параметрам морфофункционального состояния надпочечников / Ф.В. Алябьев, Ю.М. Падеров, С.Ю. Кладов, В.А. Добужский, Г.В. Загулов, П.И. Горх // Вестник Томского гос. ун-та, 2003. – № 279. – С. 103-104.
  2. Использование морфо-функциональной оценки реакции надпочечников человека в судебно-медицинской диагностике некоторых видов смерти / Ф.В. Алябьев, Ю.М. Падеров, Ю.А. Шамарин // Проблемы экспертизы в медицине, 2001. – № 4. – С. 8-11.
  3. Использование морфофункциональной оценки реакции надпочечников в качестве диагностического теста для определения ведущих танатологических факторов в случаях острого отравления этиловым спиртом, общего переохлаждения организма и механической травмы / Ф.В. Алябьев, Ю.М. Падеров // Вестник Томского гос. ун-та., 2004 – № 283. – С. 86-87.
  4. Морфология надпочечников при смертельной гипотермии на фоне алкогольной интоксикации / Ф.В. Алябьев, А.М. Парфирьева, С.В. Логвинов, А.А. Климачевский // Морфология.- т. 129, № 4, 2006. – с. 8 – 9.
  5. Морфофункциональные изменения внутренних органов и некоторых биохимических показателей в динамике острой алкогольной интоксикации / Ф.В. Алябьев, Н.В. Крахмаль, Ю.А. Арбыкин, Т.В. Серебров, С.Н. Поверинов, Р.Н. Вогнерубов // Сибирский медицинский журнал (г. Томск), 2012. – Т. 27. – № 3. – С. 127-130.
  6. Особенности строения коры надпочечников в динамке общей гипотермии и алкогольной интоксикации / Ф.В. Алябьев, С.В. Логвинов, А.М. Парфирьева, А.А. Климачевский // Морфология.- т. 129, № 5, 2006. – С. 24.
  7. Острая алкогольная интоксикация как фактор, модифицирующий ответную реакцию надпочечников человека при танатогенных воздействиях различной природы / Ф.В. Алябьев, С.Ю. Кладов, Ю.М. Падеров, Г.В. Загулов, В.А. Добужский // Сибирский мед. журнал, 2004. – № 1. – С. 39-42.
  8. Сравнительная морфология надпочечников при отравлении этиловым алкоголем, общем переохлаждении организма и несовместимой с жизнью механической травме / Ф.В. Алябьев, А.М. Парфирьева, А.А. Климачевский // Вестник Томского гос. ун-та. Бюллетень оперативной научной информации «Проблемы теории и практики судебной медицины», 2006. – № 93. – С. 5-23.
  9. Сравнительная морфофункциональная характеристика надпочечников у погибших от отравления угарным газом и несовместимой с жизнью механической травмы трезвыми и в состоянии алкогольного опьянения / Ф.В. Алябьев, С.Н. Поверинов, Т.Р. Яушев // Вестник Томского гос. ун-та. Бюллетень оперативной научной информации «Проблемы теории и практики судебной медицины», 2006. – № 93. – С. 24-39.
  10. Бонитенко Ю.Ю. Острые отравления этанолом и его суррогатами. – СПб.: «ЭЛБИ-СПб», 2009. – 224с.
  11. Морфология надпочечников при общем переохлаждении организма: моногр. / Ф.В. Алябьев, А.М. Парфирьева, С.В. Логвинов, Ю.А. Шамарин. – Томск: Томск. гос. ун-т систем упр. и радиоэлектроники, 2007. – 228 с.
  12. Зависимость морфофункционального состояния надпочечников при остром смертельном отравлении угарным газом на фоне алкогольной интоксикации от концентрации этанола в крови / Т.Р. Яушев, Ф.В. Алябьев, С.Н. Поверинов // Морфология, 2006. – т. 129. – № 4. – С. 148.