Неблагоприятное воздействие на организм человека факторов внешней среды остается по-прежнему актуальным. Особенно метеочувствительными являются дети и люди старших возрастных групп. Необходимо учитывать обычную для людей пожилого и старческого возраста множественность патологии [1]. Как правило, при тщательном обследовании больных этих возрастных групп находят патологические изменения в различных физиологических системах. Они обусловлены разными причинами, обычно тесно связанными с изменениями возрастного характера [2]. Патологию старых людей нередко сравнивают с айсбергом, у которого большая часть объема скрыта под водой. Жалобы больного направляют внимание врача только на вершину этого айсберга, между тем для правильного лечения необходимо увидеть весь айсберг.
Одним из таких факторов является повышенная температура окружающей среды. Прежде всего - это естественные природно-климатические факторы, особенно в летнее время, когда температура воздуха в различных регионах страны может повышаться до высоких цифр. В условиях жаркого климата температура воздуха достигает 45 °С и выше. Однако резкое повышение температуры воздуха (до 30 °С) в летнее время наблюдается и в средней полосе России. Высокая температура внешней среды действует на человека и на многих производствах. Перегревание организма может наступить в сауне, теплице, во время туристического похода [3].
Одной из точек приложения воздействия окружающей среды являются почки, что плохо изучено в условиях гипертермии [4]. С возрастом происходят снижение почечного кровотока, клубочковой фильтрации, канальцевой секреции и реабсорбции; изменение рН мочи; уменьшение массы почек [5].
Цель исследования: изучить морфофункциональные особенности почек при тепловом стрессе в условиях эксперимента.
Материалы и методы исследования
В работе были использованы лабораторные животные: крысы линии «Вистар» (105 штук). Животные были одного пола (женского), одного возраста (3 месяца ±0,5), массой 120±1,0 г. Крысы получены из питомника «Столбовая». Животные не имели внешних признаков каких-либо заболеваний. Все животные содержались в одинаковых условиях, на обычном пищевом режиме. Для получения статистически достоверных результатов животные были поделены на 3 группы по 30-32 особей в каждой. В контрольные и опытные группы, как правило, входили животные одного возраста, полученные из питомника одновременно.
Опыты на животных проводились в тепловой камере при тепловом режиме 48 0С в течение 5, 15, 45 минут. 15 животных составили контрольную группу. При всех температурных режимах животных забивали на фоне дачи эфирного наркоза для последующего морфологического изучения. Исследованию подвергались ткани почки. Изучена поведенческая реакция животных, масса тела до и после опыта, степень гипертермии и мышечная температура. Проведено также биохимическое исследование крови крыс. При этом изучались: для исследования белкового обмена - содержание мочевины, креатинина, фракций альбумина, а также α, β, γ - глобулинов.
Образцы просматривали и фотографировали в световом микроскопе «TOPIC - T» CETI. Для сканирующей электронной микроскопии образцы фиксировали в стандартном глютаральдегидовом фиксаторе и затем просматривали в растровом микроскопе FE1 Quanta 200 3D.
Результаты исследования
При остром перегревании при 48 оС при 5-минутном перегреве наблюдалось повышение двигательной активности, так как центр терморегуляции обеспечивал увеличение теплоотдачи и ограничение теплопродукции, сохранение приспособительной реакции: дыхание становилось более частым, увеличивалось потоотделение путем включения резервных потовых желез и изменения химического состава пота. Вследствие воздействия на ЦНС повышалась интенсивность окислительных процессов, и как результат повышалась температуры тела.
Ректальная температура составляла к 5 мин. перегрева при 48 0С 39,6± 0,5. Изменение массы тела составляло 118±1,0 г. Она достоверно не отличалась от контрольной. Частота дыхательных движений при 5 мин перегреве увеличивалась до 140±1,4.Частота сердечных сокращений достоверно отличалась от контрольной группы (330±1,4) и составляла при этом 345±1,4. При температуре 48 0С в крови выявлялись следующие изменения: повышение содержания креатина с 0,066 ± 0,05 до 0, 112 ±0,01 ммоль/л, а мочевины с 4,97±0,54 до 7,75±0,55 ммоль/л. Количество лактата возрастало с 1,2±0,14 до 2,8±0,23 ммоль/л, пирувата - с 0,098±0,01 до 0,165±0,1 до 0,165±0,1 ммоль/л.
При перегревании в течение 5 мин. при температуре 48 0С в почках наблюдалось полнокровие и отдельные диапедезные кровоизлияния. Просматривалось начало альтеративных процессов преимущественно в канальцевом аппарате почек.
К 15 минутам перегрева все животные находились в состоянии ярко выраженной гипертермии. В период перегрева 15-45 мин. было выявлено угнетение дыхания, сухость слизистых, апатичность, заторможенность, снижение активных движений, вследствие воздействия (депрессии) на нейроны центров регуляции (декомпенсация).
A. 
Б. 
Рис. 1. Фрагмент паренхимы почек. Перегрев при 48 °С в течение 5 минут
Клубочки и капилляры полнокровны. Наблюдаются диапедезные кровоизлияния, альтеративные изменения в канальцах.
А. Световая микроскопия. Окраска гематоксилином и эозином (х 100).
Б. Растровая электронная микроскопия (х 250).
Шел срыв механизмов терморегуляции, вследствие прогрессирующего повышения температуры тела. Ректальная температура крыс к 15 мин. достигала 41 оС. Наблюдалось изменение массы тела животных с 120±1,0 г. до 109,3±1,0 г. Частота дыхательных движений снижалась до 110±2,0. Частота сердечных сокращений значительно увеличивалась, достоверно отличаясь от контрольной группы (330±1,4), и составляла при этом 370±2,0.
При изучении почек макроскопически по сравнению с группой контроля можно отметить венозную гиперемию и петехиальные геморрагии, сгустки крови в крупных сосудах. Отмечалось резкое полнокровие, жидкая темная кровь в просвете крупных кровеносных сосудов.
При перегреве в течение 15 мин. при 48 0С форма большинства клубочков была изменена, в них выявлялись признаки гидропической дистрофии вплоть до развития фокальных некрозов. Альтеративные изменения отмечались и в канальцах.
А.
Б. 
Рис. 2. Фрагмент паренхимы почек. При перегреве 48 °С в течение 15 минут
Клубочки и капилляры резко полнокровны. Диапедезные кровоизлияния. Альтеративные изменения в канальцах.
А. Световая микроскопия. Окраска гематоксилином и эозином (х 100).
Б. Растровая электронная микроскопия (х 300).
При остром перегревании при 48 оС наблюдалось усиленное потоотделение. Отмечалась повышенная жажда исследуемых особей. Все животные теряли в массе тела 5-10 % за счет обезвоживания. При перегреве в течение 45 мин. при 48 оС выявлено отсутствие активных движений, периодические судорожные сокращения мышц конечностей, отсутствие сознание (гипертермическая кома). К 45 минутам перегрева все животные находились в состоянии ярко выраженной гипертермии. Ректальная температура крыс к 45 мин. превышала 41 оС. Выявлено изменение массы тела животных с 120±1,0 г. до 109,3±1,0 г. Частота дыхательных движений достоверно снижалась до 30±1,0, дыхание поверхностное. Частота сердечных сокращений нарастала до 390±2,4. В результате 45 минутного перегрева при 48 0С 10 % подопытных крыс погибало, выживаемость животных составляла 80 %.
При перегреве в течение 45 мин. при 48 0С капилляры коркового слоя были ишемичны, В части из них определялся тромбоз, эндотелиоциты были отечны с разрушенными органеллами. В канальцевом аппарате клетки резко гипертрофированы. В препаратах почек наблюдалось неравномерное кровенаполнение сосудов коры с преобладанием кровенаполнения пирамид. Сосуды коры преимущественно запустевшие, местами в просветах капилляров клубочков были видны агрегированные эритроциты.
В просвете отдельных прямых и извитых канальцев нефрона выявлены скопления цилиндров, состоящих из буровато-глыбчатых масс и масс типа склеенных эритроцитов - цилиндры типа гемомиоглобина.
А.
Б. 
Рис. 3. Фрагмент паренхимы почек. Перегреве при 48°С в течение 45 минут
Клубочки и капилляры резко полнокровны. Выявлены диапедезные кровоизлияния, тромбоз отдельных сосудов и альтеративны изменения в канальцах.
А. Световая микроскопия. Окраска гематоксилином и эозином (х100).
Б. Растровая электронная микроскопия (х 8000).
Значительная часть клубочков коркового слоя малокровна, капилляры их спавшиеся. Базальные мембраны клубочковых капилляров местами утолщены, набухшие. В петлях капилляров некоторых клубочков обнаруживались фибриновые тромбы. Незатромбированиые клубочки резко полнокровны, с явлениями стаза и сладжа эритроцитов. Просвет капсулы клубочков расширен, эпителий ее набухший; в просвете капсулы некоторых клубочков имелись зернистые эозинофильные массы. Подавляющее большинство извитых канальцев на разных этапах альтерации - от зернистой и гиалиновой дистрофии до некроза с кариопикнозом и кариолизисом эпителиальных клеток. Многие извитые канальцы в состоянии тубулорексиса. В просвете извитых канальцев - зернистые оксифильные массы. Мелкие сосуды коры спавшиеся. В субкапсулярной и юкстамедуллярной зоне видны кровоизлияния вокруг вен. Капилляры юкстамедуллярных клубочков и прямые сосуды мозгового слоя резко полнокровны. Выраженный отек стромы, особенно в кортико-медуллярной зоне и в мозговом слое.
Заключение
Таким образом, тепловая травма в своем становлении проходила стадию адаптации и дезадаптации, что в конечном итоге приводило к развитию гипертермической комы. Дезадаптационные процессы заключались в изменении поведенческих реакций, уменьшении массы тела, снижении частоты дыхательных движений и увеличении числа сердечных сокращений. В почках сначала наблюдалось нарушение кровообращения (полнокровие, стаз, диапедезные кровоизлияния), а также начало деструктивных процессов, а затем - в кровеносном русле развивался гемолиз эритроцитов, скопление фибрина, диапедезные кровоизлияния. В паренхиматозных органах - некроз. В крови происходило увеличение содержания креатинина, мочевины, лактата, пирувата.
Рецензенты:
- Ильницкий Андрей Николаевич, доктор медицинских наук, первый заместитель директора Автономной некоммерческой организации «Научно-исследовательский медицинский центр «Геронтология», г. Москва.
- Кветной Игорь Моисеевич, доктор медицинских наук, профессор, заместитель директора по научной работе Санкт-Петербургского института биорегуляции и геронтологии СЗО РАМН, г. Санкт-Петербург.
Библиографическая ссылка
Павлова Т.В., Маслов П.В., Марковская В.А., Павлова Л.А., Прощаев К.И., Гончаров И.Ю., Колесников Д.А. ПАТОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ УЧАСТИЯ ПОЧЕК В ПОЛИМОРБИДНОМ КОНТИНУУМЕ ЧЕЛОВЕКА ПРИ ТЕПЛОВОЙ ТРАВМЕ (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ) // Современные проблемы науки и образования. – 2012. – № 4. ;URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=6847 (дата обращения: 20.04.2024).