Морфологические изменения селезенки в динамике алкогольной интоксикации и общего переохлаждения организма

дипломная работа

Список сокращений

АЛТ - аланинаминотрансфераза

АСТ - аспартатаминотрансфераза

АТФ - аденозинтрифосфат

АХП - алкогольный хронический панкреатит

АцА - ацетальдегид

НАД+ - никотинамидадениндинуклеотид, окисленная форма

НАДН - никотинамидадениндинуклеотид, восстановленная форма

ЦОГ-1 - циклооксигеназа-1

ЦНС - центральная нервная система

Введение

Актуальность работы

Алкогольная интоксикация во все времена являлась национальной проблемой России. Около трети всех смертей в РФ связаны с алкоголем. Таким образом, каждый год преждевременно умирает 500-700 тыс. российских граждан, это 30-35% от всей насильственной смерти. Для сравнения отметим, что в США этот показатель равен 4,4%. Население России ежегодно уменьшается на 800 тыс. человек. Специалисты в области здравоохранения считают, что именно алкоголь повинен в сокращении средней продолжительности жизни в России, которая в настоящее время составляет 59 лет.

С алкоголем связано 72% убийств, 42% самоубийств, 53% смертей при действии прочих внешних факторов. Кроме того, употребление алкоголя приводит к смерти в 68% случаев при циррозах печени, составляет 60% при панкреатитах, 23% при сердечно-сосудистых заболеваниях, 25% - при прочих болезнях. (А. Немцов «Алкогольный урон России», М., 2003). В разных регионах РФ смертность от алкогольной интоксикации варьируется от 30 до 46%. Лидирует Дальневосточный округ. Алкогольная смерть в Южном федеральном округе, по сравнению с другими регионами нашей страны, отличается меньшим количеством потребления алкоголя и имеет несколько меньшую общую смертность.

На среднестатистического россиянина приходится 15 литров этилового спирта в год (в США - около 8 л.). Усугубляет положение частота употребления в России, в отличие от США, Франции и других стран, крепких и недоброкачественных спиртных напитков. Если так будет продолжаться и дальше, прогнозирует крупный американский политолог Н. Эберстадт, в докладе «Обезлюдевшая Россия», то к 2025 году население нашей страны уменьшится на 10 миллионов человек! Примечательно, что к главным причинам смертности этот учёный относит распространение пьянства и курения, а также неправильное питание, сидячий образ жизни, большое число абортов и плохое медицинское обслуживание населения. На Западе существует мнение, что Россия - умирающая страна, она интересна лишь своими ресурсами.

Даже небольшое отрезвление населения - самый простой путь уменьшить напряженность демографических проблем за счет сокращения смертности работоспособных мужчин. Снижение потребления алкоголя в России на 5-10% сохранит жизнь 100-200 тыс. россиян в год!

Процент погибших от основных видов насильственной смерти, находившихся в состоянии алкогольного опьянения в момент смерти, 2005 год

Как видно из диаграммы, почти половина погибших от переохлаждения находились в состоянии алкогольного опьянения... Употребление алкогольных напитков в холодное время года может быть смертельно опасным. Алкоголь не согревает! Смерть на холоде в состоянии алкогольного опьянения наступает гораздо чаще и быстрее, чем в трезвом состоянии.

Попадая в мозг, алкоголь угнетает центральную нервную систему. Вызванное алкоголем наркотическое опьянение подавляет зачастую даже инстинкт самосохранения, снижает восприятие болевых сигналов переохлаждения. Зачастую пьяный, замерзает на морозе, потому как не чувствуя холода засыпает, так как в неконтролируемой из-за алкоголя ситуации мозг не воспринимает ни сигналов боли, ни сигналов о низкой температуре.

Алкоголь в холод не согревает, а лишь создает ложное ощущение тепла. При сильном холоде алкоголь кратковременно расширяет кровяные сосуды и увеличивает скорость циркуляции крови, создавая иллюзию тепла. При попадании алкоголя в кровь начинается кратковременное расширение сосудов. Этот процесс сопровождается улучшением притока крови к конечностям, что вызывает первоначальный и ожидаемый эффект согревания в холоде. Поэтому пьяные люди на холоде начинают расстегивать куртки, чего делать нельзя, потому что затем сосуды сужаются, а организм, потерявший тепло, очень быстро охлаждается.

В настоящее время существуют проблемы с определением причины смерти у погибших на холоде - дифференциацией между острым отравлением алкоголем и переохлаждением.

На собственном материале нами рассмотрены изменения в ткани селезенки экспериментальных животных, подвергнутых различным по силе и длительности гипотермическим воздействиям и алкогольной интоксикации. Представлены различия изменений паренхимы селезенки при воздействии холода и алкоголя.

Цель исследования

Изучить изменения морфофункционального состояния селезенки в динамике алкогольной интоксикации и общего переохлаждения организма.

Задачи:

1. Установить различия в морфофункциональном состоянии селезенки в динамике алкогольной интоксикации и общего переохлаждения организма.

2. Установить хронологию морфофункциональных изменений селезенки с учетом зонального строения органа при алкогольной интоксикации, вызванной интрагастральным введением алкоголя и общем переохлаждении организма.

3. Установить зависимость величины изменений в структуре селезенки крыс от силы действия холодового стрессора (-10°С и -18°С).

4. Установить зависимость величины изменений в структуре селезенки крыс от дозы вводимого алкоголя (2, 4 и 8 мл/кг).

Глава 1. Обзор литературы

1.1 Реакция органов и систем организма на воздействие алкоголя

1.1.1 Действие алкоголя на клетки

Систематическое употребление этилового алкоголя, в отличие от большинства других психоактивных веществ, с высокой долей вероятности приводит к развитию патологических процессов в разных органах и тканях организма. Накопленные к настоящему времени сведения о механизмах токсического действия этилового спирта позволяют четко выделять его прямые и опосредованные токсические эффекты.

Прямое токсическое действие этанола на клетки основано на его способности оказывать мембранотропное и конформационное действие, а также на способности непосредственно взаимодействовать с неэтерифицированными жирными кислотами [Билибин Д.П., Дворников В.Е. Патофизиология алкогольной болезни и наркоманий. Москва, Университет дружбы народов. _ 1990. _ 104 с..].

Мембранотропное действие

Эта отличительная особенность биологического действия этанола определяется его влиянием на биологические мембраны и отсутствием способности специфически взаимодействовать с рецепторными структурами. Действие этанола неспецифично и, подобно другим средствам для наркоза алифатического ряда, реализуется посредством полярного и неполярного взаимодействия с мембранами. Растворимость этанола в воде выше, чем в липидах. Сильное внутримолекулярное взаимодействие между гидроксильными группами удерживает этанол в водной фазе. Поэтому характер и скорость распределения этанола в организме определяются прежде всего его распределением в водной среде. Прохождение этанола через мембраны осуществляется, главным образом, по градиенту концентрации через каналы, обеспечивающие прохождение ионов и, в меньшей степени, за счет растворения в липидном слое. Растворяясь в воде и частично в липидах мембран клеток и субклеточных структур, этанол вызывает флюидизацию (повышение текучести) мембран. Изменение агрегатного состояния мембран в области ионных каналов и местах фиксации белковых молекул сопровождается нарушением трансмембранного переноса ионов кальция. Применительно к возбудимым мембранам это выражается в снижении их возбудимости.

В условиях хронического воздействия этанола в мембранах возникают адаптивные изменения: увеличивается содержание холестерина, изменяется структура фосфолипидного слоя и снижается текучесть (повышается ригидность) мембран. Последнее сопровождается усилением активного трансмембранного транспорта Na+ в результате увеличения числа переносчиков и возрастания их сродства к Na+, а также стабилизации внутри- и внеклеточного обмена Ca++. Все это сопровождается изменением режима функционирования фиксированных на мембранах ферментных, рецепторных, иммунных и иных комплексов, ведет к развитию толерантности к этанолу и другим наркотическим веществам алифатического ряда (феномен перекрестной толерантности) и к снижению выраженности кардиодепрессивного действия этанола [Билибин Д.П., Дворников В.Е. Патофизиология алкогольной болезни и наркоманий. Москва, Университет дружбы народов. _ 1990. _ 104 с..]..

Конформационное действие

Этанол обладает способностью непосредственно влиять на конформацию белковых молекул (прежде всего контрактильных белков), нарушая их способность к функционированию. Именно этим определяется способность этанола снижать силу сердечных сокращений. Кардиодепрессивный эффект этанола проявляется при употреблении его в дозах, вызывающих тяжелую интоксикацию. Алкоголь при концентрациях в крови 4,5 г/л и выше снижает максимальную скорость нарастания, амплитуду и продолжительность потенциала действия кардиомиоцитов. Сходное действие оказывают и другие спирты (метанол, бутанол, пентанол). Указанный эффект связан пре-имущественно с подавлением входящего тока кальция, а слабая деполяризация сарколемальной мембраны обусловлена снижением быстрого входящего тока натрия [Успенский А.Е. Токсикологическая характеристика этанола. - Итоги науки и техники. Сер. Токсикол./ - ВИНИТИ. - М, 1984. - Т. 13.].

Этерификация жирных кислот

Прямое токсическое действие этанола на митохондрии обусловлено его способностью метаболизироваться в тканях, прежде всего в миокарде, с образованием эфиров жирных кислот. Этанол при участии цитоплазматической эстеразы взаимодействует с длинноцепочными жирными кислотами, в основном, пальмитиновой, олеиновой и линолевой, с образованием их эфиров. Способность эфиров этих кислот удерживаться в связанном с белками состоянии значительно ниже, чем у неэтерифицированных жирных кислот. Последнее обеспечивает их массивное поступление в митохондрии с последующей деэтерификацией, где вновь образованные жирные кислоты реализуют свой токсический эффект. Скорость синтеза этиловых эфиров жирных кислот весьма высока (около 40 нМ/г в час), а их содержание в тканях сердца у лиц, погибших в состоянии острой алкогольной интоксикации, увеличено в 3-4 раза. Механизм токсического действия эфиров жирных кислот определяется их способностью ингибировать Na+,К+-АТФазу, угнетать дыхание митохондрий, активировать перекисное окисление липидов в мембранах митохондрий и разобщать окисление и фосфорилирование [Успенский А.Е. Токсикологическая характеристика этанола. - Итоги науки и техники. Сер. Токсикол./ - ВИНИТИ. - М, 1984. - Т. 13.].

Опосредованное токсическое действие этанола на клетки определяется каскадом метаболических расстройств, возникающих при его окислении, а также токсическими эффектами ацетальдегида и продуктов его метаболизма.

Метаболическое действие

Исключительно важной особенностью этилового спирта, отличающей его от других ПАВ, в том числе и от средств для наркоза алифатического ряда, является его способность выступать в качестве пищевого субстрата. Его энергетическая ценность составляет 7,1 ккал/г. При систематическом употреблении алкоголя в количествах, не превышающих 5-10% энергетической ценности пищевого рациона, он не оказывает влияния или увеличивает уровень энергопоступлений, способствуя увеличению массы тела. При употреблении алкоголя в больших количествах (до 50% от общей энергетической ценности пищевого рациона у больных алкоголизмом) значительно снижается поступление в организм различных пищевых веществ, в том числе белков, витаминов, микроэлементов и других нутриентов, что ведет к развитию парциальной пищевой недостаточности. На фоне последней токсические эффекты алкоголя и его метаболитов усиливаются[Билибин Д.П., Дворников В.Е. Патофизиология алкогольной болезни и наркоманий. Москва, Университет дружбы народов. _ 1990. _ 104 с..]..

Поступающий в организм этанол почти полностью подвергается биотрансформации. В неизмененном виде выводится менее 5% принятого алкоголя. Окисление алкоголя протекает в основном в цитоплазме гепатоцитов (от 80% до 90%). Остальная часть поступившего в организм алкоголя подвергается биотрансформации в других тканях и органах (легкие, почки, эндотелий сосудов и др.). Окисление осуществляется при участии алкогольдегидрогеназной (АДГ) и, в меньшей степени, микросомальной и каталазной систем с образованием ацетальдегида. Скорость окисления этанола после его однократного приема составляет примерно 100 мг/кг/час для мужчин и 85 мг/кг/час для женщин. Незначительная часть (менее 10%) образовавшегося ацетальдегида поступает в кровоток. При употреблении алкоголя в дозе 1 г/кг (пиковая концентрация этанола в крови - около 1,0 г/л) ацетальдегид обнаруживается в крови на протяжении 3-х часов в концентрациях 0,0001 - 0,001 г/л. При увеличении нагрузки алкоголем поступление ацетальдегида в кровь возрастает. Ацетальдегид обладает способностью угнетать дыхательную цепь митохондрий на участке между пиридиннуклеотидами и флавопротеидами и вызывать торможение всех оксилительно-восстановительных процессов в митохондриях, что приводит к накоплению недоокисленных продуктов и нарушению аккумуляции АТФ в реакциях окислительного фосфорилирования [Билибин Д.П., Дворников В.Е. Патофизиология алкогольной болезни и наркоманий. _ Москва, Университет дружбы народов. _ 1990. _ 104 с.].

Около 90% ацетальдегида подвергается дальнейшему окислению по месту его образования до ацетата при участии митохондриальной и, в меньшей степени, цитоплазматической альдегиддегидрогеназы (АлДГ). В итоге 70-80% поступившего в организм человека этанола превращается в свободный ацетат. Примерно 25% образовавшегося ацетата утилизируется в печени, около 70% - в других тканях, и лишь незначительная часть выделяется с мочой. Нагрузка алкоголем закономерно сопровождается увеличением уровня ацетата в крови, а его содержание в крови коррелирует с содержанием этанола. В печени и периферических тканях ацетат трансформируется в активную форму ацетил-КоА, который включается в цикл трикарбоновых кислот, где участвует в процессе окислительного фосфорилирования, а также используется в процессах биологического синтеза. Однако в печени ацетат, образующийся из ацетальдегида, включается в обменные процессы за счет затраты энергии АТФ. В результате происходит значительная деэнергизация внутримитохондриального матрикса и уменьшение фонда свободного HS-KoA. Дефицит последнего тормозит процессы окисления углеводов и жирных кислот, поставляющих восстановительные эквиваленты в дыхательную цепь митохондрий, где потребляется кислород и образуется АТФ [Билибин Д.П., Дворников В.Е. Патофизиология алкогольной болезни и наркоманий].

Метаболизм этанола в печени, протекающий по дегидрогеназному пути, сопровождается значительным уменьшением уровня окисленной и увеличением уровня восстановленной формы приридиннуклеотидов (снижение отношения НАД/НАДН), что сопровождается ослаблением других окислительно-восстановительных процессов, осуществляемых при участии НАД (метаболизм углеводов, триглицеридов, жирных кислот, гормонов, разного рода процессы биологического синтеза и т.д.), и ведет к развитию гиперпротонемии. Изменение отношения НАД/НАДН в печени широко распространяется и на другие клеточные системы и органы. Последнее связано, прежде всего, с увеличением отношения лактат/пируват и нарастанием концентрации глицерол-3-фосфата. Снижение стационарной концентрации пирувата сопровождается угнетением глюконеогенеза из ряда субстратов. Все это ведет к истощению запасов гликогена в печени, гипогликемии (вплоть до гипогликемической комы), развитию метаболического ацидоза и нарушению обмена липидов в печени (накопление триглицеридов) [Косенко Е.А., Каминский Ю.Г. Углеводный обмен, печень и алкоголь. _ Пущи-но. _ 1988. - 148 с.].

Резюмируя вышеизложенное, следует отметить, что при алкогольной интоксикации развивается состояние, обнаруживающее большое сходство с таковым при гипоксии разного генеза. Как и при гипоксических состояниях, при острой и хронической алкогольной интоксикации возникает каскад вторичных метаболических реакций и расстройств. Например, гиперлактатемия при систематическом злоупотреблении алкоголем является причиной задержки в организме мочевой кислоты, развития урикемии, накопления мочевой кислоты в тканях суставов и возникновения приступов подагры.

Еще одно событие, чреватое рядом патологических последствий, прежде всего, некомпенсированным ацидозом, нарушением обмена одновалентных и двухвалентных ионов и значительным ухудшением общего состояния больных, связано с увеличением в крови уровня кетоновых тел (ацетон, ацетоацетат и бета-оксибутират). Необходимо отметить, что кетоз относится к числу довольно редких явлений и развивается лишь при сахарном диабете, патологии беременности, длительном голодании и проведении тетурамотерапии. Механизм формирования гиперкетонемии при алкогольной интоксикации определяется следующими событиями: повышенным липолизом в жировой ткани и значительным увеличением уровня свободных жирных кислот в крови вследствие активации симпатоадреналовой системы; торможением бета-окисления жирных кислот в печени в результате ингибирующего влияния ацетальдегида на ферменты цикла Кребса, что сопровождается образованием избытка ацетил-КоА и деацилированием его с образованием ацетоацетата; укоренным восстановлением ацетоацетата в бета-оксибутират и частичным декарбоксилированием последнего с образованием ацетона[Билибин Д.П., Дворников В.Е. Патофизиология алкогольной болезни и наркоманий. Москва, Университет дружбы народов. _ 1990. _ 104 с..]..

Прямое конформационное действие ацетальдегида

Ацетальдегид, благодаря высокой реакционной способности своей карбонильной группы, почти лишен возможности существовать в биологических средах в свободном виде. Его способность к прямому, неферментативному взаимодействию распространяется прежде всего на белки и определяется возможностью вступать к ковалентное взаимодействие с их амино- и сульфгидрильными группами. При этом возникают относительно неустойчивые связи (меркаптополуацеталь, основания Шиффа), которые через непродолжительный промежуток времени становятся необратимыми. Вступая во взаимодействие со структурными и функциональными белками плазмы и форменных элементов крови, клеточных элементов эндотелия сосудов и других тканей, ацетальдегид нарушает их структурную организацию и функциональную активность. Около 20% поступающего из печени в кровь ацетальдегида связывается белками плазмы. В крови больных алкоголизмом обнаруживаются парные соединения ацетальдегида с валином, лизином, гликолизированным лизином, тирозином. Ацетальдегид взаимодействует с белковыми факторами свертывающей системы крови, нарушая их функциональную активность. Не менее 15% циркулирующего ацетальдегида связано с гемоглобином. Ацетальдегидные аддукты гемоглобина стабильны (полупериод жизни 5,5 дней) и обладают малым сродством к кислороду. Предполагается, что активация аллергических и аутоиммунных реакций при алкоголизме связана с иммунным ответом организма на продукты взаимодействия ацетальдегида с белковыми структурами крови, печени и других тканей.

Необходимо добавить, что способность ацетальдегида к прямому конформационному действию лежит в основе его стимулирующего влияния на процесс высвобождения биогенных аминов из надпочечников и нервных терминалей периферического отдела симпатоадреналовой системы, а также гормонов из некоторых желез внутренней секреции. Благодаря такой способности, ацетальдегид, образующийся при острой алкогольной интоксикации и постинтоксикационном алкогольном синдроме, оказывает мощное воздействие на функционирование секреторного звена нейрогуморальной и эндокринной систем регуляции, вызывая стрессоподобную активацию симпатоадреналовой системы и каскад вторичных нарушений в деятельности ряда органов и систем. [Угрюмов А.И., Беляева Н.Ю., Тихонова Г.Н. и соавт. // Архив патологии. - 1986. - т. 68, вып. 10. - С. 14-21.]

Прямое угнетающее влияние ацетальдегида на процессы белкового синтеза

В экспериментах на клеточных культурах, изолированных органах и целостном организме установлено, что ацетальдегид обладает способностью специфично ингибировать синтез клеточных и секреторных белков печени, сердца, скелетных и гладких мышц, селезенки, поджелудочной железы и других органов. Этанол обладает аналогичной способностью, однако этот его эффект проявляется только при высоких, не совместимых с жизнью концентрациях этанола в биологических жидкостях. Установлено, что хроническая алкогольная интоксикация приводит к уменьшению синтеза белка в сердце на 15-20% с преимущественным нарушением процесса включения аминокислот в короткоцепочные белки миокарда. Угнетение механизмов белкового синтеза при хронической алкогольной интоксикации ведет, прежде всего, к нарушению белковосинтетических процессов в печени (снижение уровней альбумина, глобулина, факторов свертывающей системы крови и др.), нарушению процессов тканевой репарации и развитию дистрофических процессов в разных органах (головной мозг, сердце, скелетные мышцы) [Островский Ю.М., Сатановская В.И., Садовник М.Н. Биологический компонент в генезисе алкоголизма. - Минск. Наука и техника. 1986. - 95 с.].

Оксидативный стресс

Типовой патологический процесс, разворачивающийся на фоне алкогольной интоксикации, - активация перекисного окисления липидов мембран. Начальным моментом развития окислительного стресса при алкогольной интоксикации, как и при действии других патогенных факторов, является снижение стационарной концентрации активных форм липидных антиоксидантов, прежде всего витамина Е, а также селена и цинка, являющихся компонентами глутатионпероксидазы и супероксиддисмутазы. В условиях мощной мобилизации свободных жирных кислот при алкогольной интоксикации ацетат конкурентно вытесняет последние из процесса митохондриального окисления. Более того, ацетат и ацетальдегид оказывают прямое ингибирующее влияние на активность бета-окисления жирных кислот. Одновременно происходит активация ацил-КоАоксидазы в пероксисомах, представляющая собой компенсаторную реакцию в ответ на подавление митохондриального окисления липидов. В итоге скорость митохондриального окисления липидов снижается и активируется шунтирующий метаболический путь - пероксисомальное окисление жирных кислот, при котором генерируется значительное количество супероксидных ионов, запускающих цепную реакцию перекисного окисления липидов мембран [Нужный В.П. // Вопр. наркологии. - 1995. - № 3. - С. 65-74.].

1.1.2 Влияние этанола на конкретные органы и ткани

Описанные выше механизмы прямого и опосредованного токсического действия этилового спирта можно отнести к категории первичных. Они провоцируют развитие множественных вторичных изменений на клеточном, органном и системном уровнях, определяя специфику психотропного действия этанола, его влияние на систему нейрогуморальной и эндокринной регуляции, а также формирование патологических процессов, разворачивающихся в различных органах и тканях.

Способность алкоголя оказывать стресс-лимитирующее (стресспротективное) действие реализуется при употреблении этанола в дозах 0,5-1,5 г/кг. Данный эффект в значительной степени сопряжен с анксиолитическим действием этанола и обусловлен его влиянием на ГАМК-бензодиазепиновый рецепторный комплекс. По своим проявлениям он сходен с таковым у транквилизаторов бензодиазепинового ряда. Указанный эффект лежит в основе лимитирующего влияния этанола на стрессорную активацию симпато-адреналовой системы. В экспериментах на животных и человеке установлено, что этанол в указанных выше дозах препятствует увеличению уровней норадреналина и адреналина в крови и предотвращает снижение их содержания в надпочечниках при психоэмоциональном, иммобилизационном и холодовом стрессе. Аналогичным образом этанол препятствует развитию стрессорного ответа коры надпочечников. В связи с этим, алкоголь в указанном выше диапазоне доз ослабляет активацию липаз в миокарде, препятствует развитию гипертензии, гипертрофии сердца и изъязвлению слизистой оболочки желудка при хронических стрессорных воздействиях разной природы. Механизм стресс-лимитирующего действия алкоголя не ограничивается его центральными эффектами. На это указывает тот факт, что этанол в дозах 0,5-6,0 г/кг дозозависимо ослабляет кардионекротическое действие экзогенного адреналина и его синтетических аналогов. В опытах на животных и на препарате изолированного сердца установлено, что этанол уменьшает размеры ишемической зоны миокарда, выраженность электрографических изменений и оказывает мощное антиаритмическое действие при окклюзии коронарной артерии. Предполагается, что указанные эффекты связаны со способностью этанола влиять на обмен Ca++, препятствовать агрегации тромбоцитов, вызывать депрессию сократительной способности сердца и оказывать антиоксидантное действие. Установлено, что этанол обладает способностью выступать в качестве «ловушки» ОН-радикалов. Именно этим определяется его способность оказывать профилактическое влияние при действии ионизирующей радиации и препятствовать развитию феномена реперфузионного поражения сердца [Нужный В.П., Тезиков Е.Б., Успенский А.Е.// Вопр. наркологии. - 1995. - № 2. - С. 51-59.].

Стрессорное действие этанола обычно выявляется при алкогольной интоксикации средней и высокой степени тяжести и достигает максимальной выраженности в постинтоксикационный период. В основе этого эффекта лежат способность этанола и ацетальдегида оказывать мощное влияние на катехоламинергические структуры, а также типовая реакция нейроэндокринной системы на интоксикацию. При острой алкогольной интоксикации всегда регистрируется увеличение уровня норадреналина и адреналина в крови и повышение их экскреции с мочой. Последнее является следствием увеличения биосинтеза и высвобождения норадреналина из нервных терминалей, снижения его клиренса, а также увеличения биосинтеза и выброса адреналина из надпочечников. Клинически это проявляется увеличением частоты сердечных сокращений, ударного и минутного объема сердца, а также повышением артериального давления. В итоге развивается алкогольная кардиомиопатия, характеризующаяся дисфункцией желудочков и снижением сократимости сердца [Драпкина]. Хроническая алкогольная интоксикация характеризуется генерализованным повышением активности симпато-адреналовой системы. При этом наблюдается увеличение биосинтеза, высвобождения, обратного захвата, скорости метаболизма катехоламинов и повышение их содержания в крови [Билибин Д.П., Дворников В.Е. Патофизиология алкогольной болезни и наркоманий. _ Москва, Университет дружбы народов. _ 1990.].

Нарушения деятельности желудочно-кишечного тракта при алкоголизации являются непременным атрибутом острой алкогольной интоксикации и постинтоксикационного состояния. Они проявляются острыми болями в области желудка и диареей. Обнаруживаются эрозивно-геморрагическими повреждениями слизистой оболочки желудка и тонкого кишечника, особенно в двенадцатиперстной и тощей кишках. Внутренние повреждения в дистальных отделах кишечника менее выражены. Диарея является следствием быстро возникающего дефицита лактазы и связанного с этим снижения толерантности к лактозе, а также нарушения всасывания воды и электролитов из тонкого кишечника. При острой и подострой алкогольной интоксикации наблюдается нарушение процессов всасывания в кишечнике. Оно касается прежде всего фолатов, D-ксилозы, воды, солей и длинноцепочных жирных кислот. Нарушение всасывания нейтральных липидов происходит вследствие прямого воздействия этанола на мембраны эпителия тонкого кишечника и сопровождается увеличением выхода липидов из клеток эпителия в просвет кишечника. Дефицит фолатов вызывает развитие вторичных повреждений слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта, усиливая нарушение процессов кишечной абсорбции. При хронической интоксикации дефицит фолатов и нарушение всасывания тиамина, цианокобаламина и других витаминов приводят к развитию значительных гистологических аномалий (истончение слизистой оболочки, мегалобластические изменения эпителиальных клеток и др.). Алкоголь при острой и хронической интоксикации вызывает резкое избирательное увеличение проницаемости слизистой тощей и подвздошной кишок для макромолекул (альбумин, бета-лактоглобулин и др.) [Ливанов Г.А., Бонитенко Е.Ю., Калмансон М.Л., Бучко В.М. // Злоупотребление алкоголем в России и здоровье населения. Острые отравления этиловым алкоголем и его суррогатами. Соматическая патология при хронической алкогольной интоксикации.- М. - РАОЗ. 2000.].

Токсическая энцефалопатия при хроническом употреблении алкоголя (комплекс психических, мозжечковых, экстрапирамидных и вегетососудистых расстройств). В клинической картине как правило преобладают различные виды нарушения сознания и психических функций - от симптомов возбуждения ЦНС (психомоторное возбуждение с эйфорией, бред, галлюцинации, судорожный синдром) до угнетения (заторможенность, оглушенность, сопор). Основные проявления и тяжесть токсической алкогольной энцефалопатии определяются прежде всего неспецифическим воздействием этанола на мембраны клеток центральной нервной системы. Первая фаза наркотического действия проявляется психомоторным возбуждением и вегетативными нарушениями. По мере развития интоксикации эта фаза сменяется фазой угнетения, вплоть до развития коматозного состояния. При этом наблюдается последовательное вовлечение в процесс торможения сначала высших отделов ЦНС (утрата контроля за ситуацией, нарушения внимания, восприятия, речи, координации движений) и затем - подкорковых структур (снижение болевой и температурной чувствительности, нарушение терморегуляции, тонической функции гладких мышц, непроизвольное мочеиспускание, рвота с аспирацией рвотных масс, расстройства дыхания, нарушение регуляции сосудистого тонуса и сердечной деятельности). Ситуация в этот период существенно осложняется за счет нарастания метаболических и гипоксических расстройств, связанных с окислением этанола и действием его метаболитов (ацетальдегид, ацетат, кетоновые тела). Возникают серьезные расстройства гомеостаза (нарушения кислотно-щелочного состояния и водно-электролитного баланса, микроциркуляции и гемокоагуляции) [Ливанов Г.А., Бонитенко Е.Ю., Калмансон М.Л., Бучко В.М. // Злоупотребление алкоголем в России и здоровье населения. Острые отравления этиловым алкоголем и его суррогатами. Соматическая патология при хронической алкогольной интоксикации.- М. - РАОЗ. 2000.].

Нарушения дыхания при употреблении алкоголя являются доминирующей причиной смерти при отравлениях алкоголем и его суррогатами. Наиболее часто встречается острая дыхательная недостаточность, вызванная нарушениями функции внешнего дыхания аспирационно-обтурационного характера (западение корня языка, аспирация рвотных масс, носоглоточной слизи, ларингобронхоспазм и др.). Глубокое угнетение сознания при алкогольной коме сопровождается нарушением дыхания центрального типа, которое является следствием грубых метаболических расстройств и развития отека мозга. Реже встречается так называемая паренхиматозная дыхательная недостаточность, обусловленная развитием шока на фоне респираторного дистресс-синдрома взрослых, отеком легких, возникающим на фоне острой почечной недостаточности и гемодинамическими нарушениями на фоне выраженной дистрофии миокарда или сливной пневмонии. Отек легких возникает вследствие общей гипергидратации организма и обычно сопровождается появлением периферических отеков и отека головного мозга [Лужников Е.А. // Злоупотребление алкоголем в России и здоровье населения. Острые отравления этиловым алкоголем и его суррогатами. Соматическая патология при хронической алкогольной интоксикации. /- М. - РАОЗ. 2000.].

Токсическая алкогольная нефропатия обычно сопровождается поражением других органов, прежде всего, печени, что приводит к развитию гепаторенального синдрома, значительно осложняющего течение интоксикации. Наиболее часто поражаются клубочки и проксимальные отделы извитых канальцев в результате прямого токсического действия этанола и его метаболитов на почечную паренхиму, нарушений почечного кровотока, гипоксии и повышения внутрипочечного давления. В развернутой, олигоанурической стадии поражения почек регистрируется нарушение всех почечных функций - формируется острая почечная недостаточность. Резкое замедление процесса мочеобразования (вплоть до анурии) влечет за собой полом механизмов поддержания водно-электролитного состояния (гипергидратация, гиперкалиемия, гипермагниемия и гипонатриемия). Нарушение азотвыделительной функции на фоне повышения катаболических процессов в организме является причиной развития уремической интоксикации (тошнота, рвота и заторможенность, вплоть до уремической комы). Последующая, полиурическая стадия острой почечной недостаточности характеризуется резким нарастанием диуреза (5000 мл в сутки и более), увеличением экскреции азотистых шлаков и быстрым развитием гипогидратации, гипокалиемии и гипонатриемии, требующих неотложной коррекции [Угрюмов А.И., Беляева Н.Ю., Тихонова Г.Н. и соавт. // Архив патологии. - 1986. - т. 68, вып. 10.].

Развитие алкогольного гепатита. Алкоголь (этанол) метаболизируется главным образом в гепатоцитах алкогольдегидрогеназой до ацетальдегида, который а цикле Кребса через ацетил-КоА превращается в СО2 и Н2О с образованием необходимой для клетки энергии. Если человек систематически принимает небольшое количество этанола, то последний может полностью метаболизироваться алкоголь-дегидрогеназой, но при этом в цикле Кребса из ацетил-КоА синтезируется избыточное количество холестерина, лактата, пальмитата и других соединений, обеспечивающих, с одной стороны, высокие энергетические возможности гепатоцитов, а, с другой, способствующих раннему развитию атеросклероза, так как ацетил-КоА в норме является предшественником жирных кислот, холестерина, стероидных гормонов, витамина D3 [Liber C.S. Alcohol and live - 1994 update // Gastroenterology. - 1994. -Vol. 106. - P. 1085-1092. ]. При систематическом и избыточном поступлении в организм алкоголя эти соединения, особенно холестерин и жирные кислоты, образуются в избыточном количестве. В результате снижения метаболизма жирных кислот образуются триглицериды, которые являются источником развития жирового гепатоза. Алкогольдегидрогеназная система у разных людей развита неодинаково. У одних она в состоянии обеспечить метаболизм значительного количества этанола, поступающего в организм, у других - меньшего, но ее возможности все же не беспредельны, при этом тяжесть патологии печени зависит от количества и продолжительности систематически употребляемого алкоголя. При неадекватном поступлении его в организм в результате образования токсических веществ наряду с жировой и белковой дистрофией, возникают некрозы гепатоцитов, мезенхимально-воспалительная реакция с возможным развитием токсического гепатита с прогрессирующим течением и с возможным исходом в цирроз печени. Систематический прием алкоголя приводит к гипоксии и некрозу паренхимы печени, главным образом в зоне центральных вен (центролобулярные некрозы). Некрозы гепатоцитов являются основной причиной коллагенеза и фиброгенеза [Sherlock S., Dooley J. Diseases of the liver and biliary system, 10th. Ed. -Black well: Science, 1997. - 714 p.].

Жировая дистрофия характеризуется диффузным патологическим внутриклеточным отложением жира - мелкокапельным и крупнокапельным. В зависимости от интенсивности стеатоза гепатоцит либо функционирует нормально, либо развивается стеатонекроз. Процесс чаще всего протекает бессимптомно, больные попадают под наблюдение врача случайно, при выявлении гепатомегалии. Функциональные пробы печени мало изменены: у 1/3 больных обнаруживают неконьюгированную гипербилирубинемию, высокий уровень в крови холестерина и триглицерида. Повышение активности АЛТ и ACT, гамма-глютамилтранспептидаза отмечается менее чем в половине наблюдений и следует за алкогольным эксцессом.

Морфологическими проявлениями алкогольного гепатита являются балонная дистрофия гепатоцитов, некрозы с нейтрофильной инфильтрацией, переваскулярный фиброз, стеатоз, появление алкогольного геалина. Клиническая картина разнообразна и варьирует от бессимптомной гепатомегалии до развития печеночно-клеточной недостаточности [Косенко Е.А., Каминский Ю.Г. Углеводный обмен, печень и алкоголь. Пущино. _ 1988. - 148 с.].

При аутопсии больных алкогольным циррозом печени в поджелудочной железе определяют морфологические изменения, соответствующие алкогольному хроническому панкреатиту. При хронической алкогольной интоксикации выделены общие для всех органов морфологические изменения - патология цитоскелета, образование алкогольного гиалина, жировая дистрофия, липонекроз, быстрое развитие фиброза.

Ежедневное употребление этанола с пищей вызывает у крыс через 18 месяцев морфологические изменения в поджелудочной железе, сопоставимые с гистологической картиной у людей при хроническим панкреатитом. Ранние признаки поражения железы - жировые капли, миелиновые образования в ацинарных клетках - выявлены на 3-м месяце эксперимента[В. М. Махов. Алкогольная болезнь печени и поджелудочной железы. «Практикующий врач» №1 2004].

При алкогольном хроническом панкреатите (АХП) можно выявить все выделяемые по Марсельско-Римской классификации формы хронического панкреатита: кальцинирующий, фиброзно-индуративный, обструктивный и кистозный. Чаще встречаются у больных АХП кальцинаты, липоматоз, жировой и геморрагический некроз, включения, сходные с алкогольным гиалином, периневральная инфильтрация, утолщение оболочек нервов, дистрофия, некроз ганглиозных клеток, белковые преципитаты, утолщение, метаплазия протокового эпителия в области преципитатов[В. М. Махов. Алкогольная болезнь печени и поджелудочной железы. «Практикующий врач» №1 2004].

У погибших от острого отравления алкоголем обнаруживают следующие изменения в селезёнке: утолщение капсулы в 69% случаев, утолщение трабекул в 100% случаев, гипоплазия фолликулов в 78% случаев, полнокровие вен трабекул в 100% случаев, склероз стенки вен трабекул в 95% случаев, склероз адвентиции стенок фолликулярных артерий в 100% случаев, полнокровие синусов красной пульпы в 100% случаев, обнажение стромы красной пульпы в 92% случаев,миелоз в 90% случаев и фиброз в 95% (А.В. Орловская, И.Н. Богомолова, Н.В. Чернов).

1.2 Воздействие холода на организм

Занимаясь более 30 лет изучением влияния холода на человеческий организм Г.А. Орлов (1978) показал, что хроническое поражение холодом характеризуется полиморфизмом, часто является причиной нейроваскулитов, невритов, гастритов, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, заболеваний аллергического характера. Это было доказано и другими исследователями (Takeuchi K. et al., 1999): гипотермический стресс вызывает повышение секреции соляной кислоты и снижение дуоденальной HCO3-секреции, в результате развиваются повреждения в желудке и в двенадцатиперстной кишке. Ингибирование циклооксигеназы-1 (ЦОГ-1) усугубляет эти расстройства, увеличивая двигательную активность желудка и способствуя тем самым уменьшению бикарбонатного (НСО3)-ответа. Ингибирование конститутивной оксидазотсинтетазы (cNOS) усугубляет повреждения в желудке, так как увеличивает секрецию соляной кислоты, однако способствует уменьшению расстройств в двенадцатиперстной кишке, так как повышает НСО3-секрецию. Тем самым подтверждается гипотеза о том, что гастродуоденальный ульцерогенный и функциональный ответы на гипотермический стресс модифицируются участием cNOS/NO и ЦОГ-1/ПГ(COX-1/PGs).

1.2.1 Последствия воздействия гипотермии на клетки и ткани

Механизм гибели клеток при криодеструкции включает ряд звеньев. В живом целостном организме существуют механизмы сохранения постоянства температуры на органном, тканевом и клеточном уровнях. Еще задолго до этапа образования ледяных кристаллов в тканях происходят сначала компенсаторные сдвиги, которые постепенно превращаются в необратимые патологические изменения. Среди механизмов клеточной смерти имеет место резкое повышение осмотического давления внутриклеточной жидкости за счет гипергликемии и выхода внутриклеточной воды в межклеточное пространство. Концентрация электролитов внутри клетки значительно возрастает. Такие сдвиги снижают температуру замерзания внутриклеточной среды, однако делают невозможным нормальный метаболизм и выполнение клеткой гистотипических функций. Загустевает цитоплазма, возникают диффузионные и стерические препятствия обмену веществ в клетке. Наступает осмотический шок клеток. В институте физиологии им. И.П. Павлова учеными был доказан факт того, что при глубокой гипотермии возрастает в цитоплазме клеток концентрация ионов кальция. Это в свою очередь приводит к нарушению клеточного метаболизма и функции клеточной мембраны, а затем к гибели всей клетки в результате ингибирования ее функциональных возможностей (Ivanov K.P., 2000).

Дальнейшее снижение температуры (ниже -15°C) приводит к формированию льда. Первоначально кристаллы образуются во внеклеточной части тканей, где ниже осмотическое давление. Это приводит к еще большему обезвоживанию клеток, осмотическое давление в них выходит за пределы возможного сохранения белками их третичной структуры.

Последующее нарастание размеров кристаллов приводит к разрушению клеточных мембран острыми иглами водяных кристаллов. Кристаллы в форме шестигранников быстро растут в длину и в толщину. Те клетки, которые оказались между кристаллами и остались неразрезанными острием кристалла, подвергаются сжатию и раздавливаются. Этот механизм является прямым фактором крионекроза.

Все остальные механизмы, которые также в конечном итоге могут привести к гибели клеток, являются опосредованными факторами крионекроза. Единичные, внешне уцелевшие клетки после оттаивания в силу необратимых сдвигов в составе внутриклеточной среды и денатурация фосфолипидов в клеточных мембранах оказываются нежизнеспособными. При дальнейшем падении температуры происходит пучение и раскалывание ледяного массива. Объем его неравномерно меняется, при этом механически разрушаются соединительно-тканные элементы и коллагеновые волокна замороженной ткани. Разрываются стенки кровеносных и лимфатических сосудов. Происходит полное прекращение кровообращения - аноксия.

Нервные волокна - наиболее уязвимые элементы. Они поражаются в первую очередь, что приводит к нарушению иннервации. Вместе с прямым констрикторным действием холода на гладкомышечные клетки кровеносных сосудов поражаемые холодом нервные элементы первоначально успевают проводить интенсивные импульсы холодовой ишемии. Полная анальгезия из зоны вмешательства со стороны тканей, подвергающихся гипотермии, практически невозможна. Полная местная анестезия наблюдается только в периферических отделах при охлаждении тканей до цифр, близких к нулю. Последующее согревание приводит к неравномерному распределению температуры в обледеневшей зоне, вследствие чего интенсивно увеличивается число трещин и прямых расколов внутри зоны. Иногда происходит полный линейный разрыв льда. Клинически это обозначают, как "перелом" органа. Состояние угрожающее последующим массивным кровотечением, либо перфорацией стенки органа.

При полном оттаивании ранее замороженных тканей вместе с началом восстановления кровообращения их микроциркуляторное русло заполняется кровью. В условиях полного разрушения эндотелия и множественных механических разрывов стенок сосудов происходит внутрисосудистое свертывание крови, тромбоз сосудистого русла.

Ткань подвергается некрозу, в последующем происходит аутолиз клеток, переходящий в аутолиз ткани.

Гистологические исследования показали, что соединительно-тканная и эластическая структура органа после криодеструкции сохраняется. Если не произошло ледяного перелома, то после оттаивания тканей соединительно-тканный остов предотвращает развитие перфорации стенки органа или крупного кровеносного сосуда. Сохранившаяся эластическая структура служит каркасом, из которого постепенной вымываются разрушенные клеточные элементы, а на их место фиксируются клетки молодой соединительной ткани, которые по мере пролиферации образуют рыхлый соединительно-тканный рубец. В коже такой вид регенерации обеспечивает полную органо- и гистотипическую регенерацию.

Так же хорошо регенерируют все участки эпителиальной выстилки слизистых и полуслизистых оболочек верхних дыхательных путей, бронхов, мочевыделительной и половой систем.

В паренхиматозных органах регенерация ограничивается формированием рыхлых соединительнотканных рубцов.

Следует обратить внимание на важную в практическом отношении особенность криовоздействия на крупные кровеносные сосуды: после размораживания стенки нижней полой вены, воротной вены, аорты и крупных артерий - кровоток в них восстанавливается, а разрушенный эндотелий быстро регенерирует (Альперович Б.И., 2001).

1.2.2 Изменения внутренних органов при гипотермии

Наиболее чувствительны к холодовому воздействию сердечно-сосудистая и нервная системы. При температуре ядра тела 35°C (95°F) и менее реакция центральной нервной системы становится замедленной. Изменения сердечно-сосудистой системы включают инициальную тахикардию, которая связана с вторичным освобождением катехоламинов, а затем развивающуюся брадикардию. Когда температура ядра тела опускается до 32,2°C (90°F), снижается скорость мозгового кровотока, приводя к ментальным нарушениям. Кроме того, тело теряет способность к произведению дрожи. Развиваются нарушения в работе миокарда: обычно это фибрилляция предсердий, но могут быть изменения сегментов PR и QT, а также комплекса QRS.

S.M. Frank et all (1997), проводя исследования на добровольцах путем внутривенного введения холодного (4°С) солевого раствора (30-40мл/кг) в течение двух дней, установили, что охлаждение ядра тела сопровождается периферической вазоконстрикцией и повышением средних значений системного артериального давления, в то время как частота сердечных сокращений не меняется. Мягкая гипотермия вызывает повышение уровня метаболизма, периферическую норадреналин-опосредованную вазоконстрикцию и повышение артериального давления. S.M. Frank et all (2003) выяснили, что потенциальными механизмами развития ишемии миокарда, вызванной воздействием холода, являются опосредованная через симпатическую нервную систему коронарная вазоконстрикция и/или катехоламин-индуцированное повышение уровня сердечной работы.

Экспериментальным путем был воспроизведен ответ эндотелиальных клеток сердечнососудистой системы на гипотермию методом создания клеточной культуры эндотелиоцитов аорты быка. Популяцию клеток подвергали холодовому воздействию от 0°С до 25°С, о повреждении клеток судили по уровню продуктов перекисного окисления липидов и освобождению лактатдегидрогеназы. В результате, наибольшее количество поврежденных клеток было при 0°С, наименьшее - при 10°С (Zieger M.A., Gupta M.P., 2006).

Некоторые авторы подтверждают железо-зависимый механизм развития холодовых повреждений. При исследовании in vitro реакции эндотелиальных клеток роговицы на холодовое воздействие (4°С в течение 14 дней) U. Rauen et al. (2006), оценивая уровень лактатдегидрогеназы, указывающей на летальное повреждение клетки, а также наличие альтерации внутриклеточных органелл (ядро, митохондрии) и уровень пероксидации липидов, выяснили, что холодовое воздействие вызывает развитие апоптотических свойств и потерю трансмембранного потенциала митохондриями перед наступлением гибели клеток (через 2 суток гибель составила 47±8%, через пять суток - 64±20%). Причем комплексонообразователи - дефероксамин, 1,10-фенантролин, 2,2-дипиридил и антиоксидант бутилированный гидрокситолюен ингибируют клеточную гибель. Это подтверждает железо-зависимую гибель клеток, развивающуюся при холодовом воздействии. M.A. Zieqer et al. (2006), проводя исследования in vitro с культурой эндотелиальных клеток аорты быка при насыщении их различными жирными кислотами и экспозиции при ультраглубокой гипотермии менее 5°С, доказали, что насыщение клеток С18-жирными кислотами (C18:0, C18:1n-9, C18:2n-6, or C18:3n-3), а также применение антиоксидантов (бутилированный гидрокситолюен, витамин Е, и в меньшей степени витамин С) и комплексонообразователей (дефероксамин) предотвращает развитие перекисного окисления липидов, катализуруемого ионами железа, как основного механизма клеточного повреждения при 0°С. Причем добавление в клеточную культуру моно- и полиненасыщенных жирных кислот (C20:5n-3 или C22:6n-3) повышает степень повреждения эндотелиальных клеток (Zieger M.A., Gupta M.P., Siddiqui R.A., 2006).

При изучении активности мононуклеарных фагоцитов в легких и печени при холодовой экспозиции -7°С было установлено, что депрессия активности мононуклеаров при краткосрочном охлаждении (2 часа) сменяется ее повышением, что было наиболее заметно в легких. Такая модификация поведения фагоцитов была связана с накоплением продуктов перекисного окисления липидов и деструкцией альвеолоцитов. Авторы данного исследования связывают различное распределение макрофагов в тестируемых органах с различной степенью накопления в них продуктов перекисного окисления липидов (Tnimov M.Kh., Semeniuk A.V., Nepomniashchikh G.I., Voronina N.P., Shishkina L.N., 1985).

Делись добром ;)