MORPHO-FUNCTIONAL CHANGES OF THE LIVER IN AN ACUTE INTOXICATION WITH SODIUM SELENITE AND THEIR CORRECTION

Full Text

Недостаточная обеспеченность организма селеном (Се) способствует развитию сердечнососудистых, онкологических, инфекционных и других заболеваний [1, 12]. С целью оздоровления населения Российской Федерации принято решение о массовой селенизации воды и продуктов питания [8]. Поскольку соединения этого микроэлемента имеют низкий терапевтический порог, даже относительно небольшое превышение их дозы способно привести к отравлению [15]. Молекулярные механизмы этого явления до конца не изучены, что лимитирует разработку методов детоксикации [10, 13, 14]. Цель исследования: выявить структурнофункциональные преобразования печени в экспериментальных условиях при пероральном введении высоких доз селенита натрия и после коррекции аминокислотами, участвующими в биосинтезе глутатиона. Материал и методы . Опыты проведены на 30 белых крысах-самцах массой 190-220 г, выращенных и содержащихся в стандартных условиях вивария Омского государственного медицинского университета. Крысы были разделены на 3 группы по 10 животных в каждой. Содержание, кормление, уход и выведение из эксперимента крыс осуществляли в соответствии с требованиями санитарных правил № 104573 от 06.04.73 г., приказа № 755 от 12.08.1977 г. МЗ СССР, правил проведения качественных клинических испытаний в РФ (утвержденными МЗ РФ 29.12.98), положений Хельсинской декларации (2000). 1-ю (контрольную) группу составляли интактные животные. Крысам 2-й подопытной группы (Се) 1 раз в сутки в течение 5 сут интрагастрально, с помощью зонда вводили раствор селенита натрия в дозе 5 мг/кг массы. Животным 3-й подопытной группы (Се+ПБГ), которые тем же способом получали селенит натрия, дополнительно ежедневно в течение 5 сут перорально вводили раствор предшественников биосинтеза глутатиона (ПБГ): глутамата натрия, ацетилцистеина и глицина в дозах соответственно 20,0; 100,0 и 10 г/ кг массы. На 6-е сутки исследования животных выводили из эксперимента под эфирным наркозом. Исследовали печень, которую фиксировали в 10 % нейтральном забуференном формалине (рН 7,2-7,4) в течение 12 ч и заливали в парафин по общепринятой методике. Серийные срезы, толщиной 4-5 мкм, изготавливали с использованием ротационного микротома Microm HM-340E (Microm, Германия). Просматривали и фотографировали микропрепараты с использованием микроскопа Axioskop 40, фотокамеры MRc5 и программного комплекса AxioVision 4.8.2 (Carl Zeiss, Германия). С помощью окулярной сетки при увеличении в 32 раза под микроскопом МБС-10 (ЛЗОС, Россия) проводили морфометрический анализ структурных компонентов печени: определяли относительные площади, занимаемые клетками и межклеточным пространством. Оценивали также выраженность инфильтрации, венозного полнокровия, наличие дистрофических изменений, некрозов. Активность репаративных процессов оценивали по относительному содержанию двуядерных гепатоцитов в одном поле зрения. Измерения проводили не менее чем в 20 полях зрения на микроскопе МИКМЕД-2 (ЛОМО, Россия) при помощи окулярной сетки, вмонтированной в окуляр 10, под объективом 40 [9]. У животных брали кровь, которую разделяли на плазму и форменные элементы, и ткани печени, из которой готовили надмитохондриальную фракцию [6]. В последней определяли активность супероксиддисмутазы (СОД), каталазы, глутатионпероксидазы (ГлПО), содержание глутатиона (G-SH) и малонового диальдегида (МДА). В печени также определяли содержание гликогена, а в приготовленных из нее липидных экстрактах - антиокислительную активность липидов (АОАЛ), содержание диеновых конъюгатов (ДК) и липофусциноподобного пигмента (ЛФПП). В крови определяли содержание билирубина и активность аланинаминотрансферазы (АлАТ). Результаты исследования обрабатывали статистически с использованием параметрических, непараметрических методов и корреляционно-регрессионного анализа. Результаты исследования . При изучении морфологических преобразований печени у животных группы Cе на 6-е сутки эксперимента были отмечены дистрофические изменения, которые распространялись на всю дольку. Нарушался отток лимфы, желчи из печеночной дольки, приводя к развитию отеков и расширению портальных трактов, межклеточных пространств, содержащих лимфоцитарногистиоцитарные элементы и нейтрофилы. Наиболее часто встречались гепатоциты с ядрами, имеющими 1-2 ядрышка, реже - 3 и совсем редко - 4. Содержание двуядерных гепатоцитов на 60,4 % уменьшилось по сравнению с таковым у интактных животных (2,7 %±0,5 и 6,7 %±0,3 соответственно). В печени у крыс этой группы происходило уменьшение АОАЛ на 19,6 % (Р = 0,0012) по сравнению с аналогичным показателем в контрольной группе. Активность СОД и каталазы на 6-е сутки острой интоксикации Се была снижена соответственно на 29,3 (Р = 0,0008) и 23,2 % (Р = 0,0012) по сравнению с таковой у животных контрольной группы. Истощение фонда липидных антиоксидантов приводило в печени к чрезмерной липопероксидации мембранных структур, что выражалось в увеличении в ней содержания продуктов перекисного окисления липидов - ДК, МДА и ЛФПП (соответственно на 49,0 (Р = 0,0008), 45,8 (Р = 0,0008) и 155,6 % (Р = 0,0008) по сравнению с аналогичными показателями у контрольных - интактных животных). Активность ГлПО в печени крыс, подвергшихся острой интоксикации селенитом натрия, была снижена на 43,9 % (Р = 0,0008) по сравнению с таковой у интактных животных. Торможению ее способствовало развитию дефицита G-SH, содержание которого в гепатоцитах было снижено на 32,1 % (Р = 0,0012) по сравнению с контролем. В группе Се+ПБГ гистоархитектоника органа выглядела сохранной. Некроз имел локальный характер (до 5-7 клеток) и выявлялся как в перипортальной, так и в перицентральной зонах дольки, при наличии не более 3 локусов. В отдельных полях зрения отмечалась лимфоцитогистиоцитарная инфильтрация портальных трактов. В печени животных данной группы происходило увеличение содержания G-SH и АОАЛ на 23,8 (Р = 0,0060) и на 33,5 % (Р = 0,0012) соответственно. В гомогенатах печени концентрация продуктов перекисного окисления липидов ДК, МДА и ЛФПП была снижена соответственно на 24,2 (Р = 0,0012), 28,1 (P = 0,0008) и 44,6 % (Р = 0,0008) по сравнению с аналогичными показателями у животных группы Се. Первые 2 параметра статистически значимо не отличались от контроля, а третий продолжал превышать его (на 46,7 %; Р = 0,0008). Данное явление, наряду с сохранностью фонда G-SH, привело к повышению активности СОД и каталазы на 33,5 (Р = 0,0008) и 25,6 % (Р = 0,0012) соответственно. Введение ПБГ не оказывало влияния на активность ГлПО в печени животных группы Сe. Она продолжала оставаться более низкой, чем у интактных крыс (на 15,9 %; Р = 0,0008). Снижение степени деструкции печени способствовало меньшему поступлению из нее АлАТ. Активность последней в плазме крови у животных группы Се+ПБГ на 28,6 % была ниже, чем у крыс группы Се (Р = 0,0008). Тем не менее она продолжала превышать аналогичный показатель у интактных крыс (на 69,5 %; Р = 0,0008). О лучшей сохранности гепатоцитов свидетельствовала также более низкая, чем у крыс группы Се, концентрация билирубина в сыворотке крови животных группы Сe+ПБГ (на 35,3 %; Р = 0,0012). Она статистически значимо не отличалась от аналогичного параметра у интактных крыс. Обсуждение полученных данных . Многообразие повреждающего действия селенита натрия на клетки печени проявляется развитием деструктивных процессов не только в перипортальных клетках, но и в гепатоцитах центральной зоны печеночной дольки. Данное явление приводит к нарушению как синтетической, так и детоксикационной функции печени [4, 7]. Чрезмерной липопероксидации мембранных структур способствует также недостаточно эффективное функционирование ферментов, ответственных за инактивацию уже образовавшихся гидроперекисей липидов [5]. Истощение антиоксидантной системы, развитие дисбаланса между активностью ферментов оказывает цитотоксическое действие на клетки печени [6, 13]. Уменьшение фонда G-SH - одного из ведущих антиоксидантов в печени, являющегося также универсальным внутриклеточным антидотом при интоксикациях - можно связать с усиленным вовлечением данного трипептида в реакции инактивации перекисных соединений [11]. Выявленное уменьшение количества двуядерных гепатоцитов можно объяснить угнетением активности их репаративной регенерации, связанное с недостаточным обеспечением генома субстратами для биосинтеза ДНК и РНК, в частности, пуриновыми и пиримидиновыми нуклеотидами [2]. Из представленных нами данных следует, что одним из ведущих факторов повреждения гепатоцитов селенитом натрия является развившийся в организме дефицит G-SH. Нами была предпринята попытка предотвращения его путем введения крысам, подвергшимся интоксикации этим веществом, ПБГ: глутамата, ацетилцистеина и глицина. Введение крысам на фоне селенита натрия раствора ПБГ способствует уменьшению дистрофических и некротических изменений в печени [3, 11]. Снижается степень воспалительной инфильтрации и венозного полнокровия на фоне усиления репаративной регенерации. Отмечаются признаки активации ретикулоэндотелиальной системы, выражающиеся в увеличении количества звездчатых макрофагов печени. В ядрах гепатоцитов выявляются множественные (2-4), увеличенные в размерах ядрышки. Возрастает количество двуядерных гепатоцитов. Использование аминокислот, участвующих в биосинтезе G-SH, с целью коррекции изменений, связанных с введением больших доз селенита натрия, уменьшает дефицит антиоксидантов, степень развития процессов перекисного окисления мембранных структур, но полностью его не предотвращает. Итак, ведение крысам больших доз селенита натрия приводит к развитию гипоксии с последующей интенсификацией анаэробного гликолиза, ведущей к закислению тканей лактатом. Это способствует чрезмерной интенсификации свободнорадикальных процессов, истощению антиперекисной защиты, уменьшению фонда G-SH, усилению липопероксидации мембранных структур гепатоцитов, с развитием нарушений гистоцитоархитектоники печени. Восполнение дефицита G-SH введением предшественников в его биосинтезе не только сглаживает явления гипоксии, снижает степень липопероксидации мембранных структур печени, но и уменьшает тяжесть развившихся в ней деструктивных процессов.

About the authors

O. A. Zayko

Russian University of People’s Friendship

Email: oleg.zayko@bk.ru

O. V Yakubenko

Omsk State Pedagogical University

Email: jakubenko_ov@mail.ru

V. V. Astashov

Russian University of People’s Friendship

Email: vastashov3@gmail.com

A. V. Sindireva

Omsk State Agrarian University

Email: sindireva72@mail.ru

S. I. Mozgovoy

Omsk State Medical University

References

Supplementary files