Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,441

ВЛИЯНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ЛАКТАТ-АЦИДОЗА НА СТРУКТУРНУЮ ОРГАНИЗАЦИЮ ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОГО ТРАКТА

Бочкарникова Н.В. 1 Альфонсова Е.В. 1
1 ФГБОУ ВПО «Забайкальский государственный университет
В статье представлены данные о структурной организации различных отделов желудочно-кишечного тракта при экспериментальном лактат-ацидозе. Было проведено несколько серий опытов, в которых создавали ацидоз различной глубины от рН 7,2 до рН 6,5 и продолжительности от 30 до 180 минут. Изменения в различных отделах желудочно-кишечного тракта (желудок, 12-перстная кишка, тощая, подвздошная, ободочная кишки) имеют однотипный характер. При сдвиге рН крови до 7,2 происходит отек рыхлой соединительной ткани, образование сладжей эритроцитов в сосудах подслизистого слоя, отек сосудистой стенки и слущивание эндотелия, снижение количества гликогена в гладкомышечных и железистых клетках. Понижение рН до 7,0–6,8 приводит к фрагментации коллагеновых, ретикулиновых и эластических волокон, некробиозу и мелкоочаговому некрозу железистых клеток, нарушению ацинарного рисунка вокруг железистых клеток слизистой оболочки, элиминации гликогена из клеток, делимфатизации инкапсулированных лимфоидных образований.
лактат
рН
метаболический ацидоз
морфология желудочно-кишечного тракта
1. Кижаева Е.С., Закс И.О. Полиорганная недостаточность в интенсивной терапии // Вест. интенс. терапии. – 2004. – № 1. – С. 12–24.
2. Тверской А.Л. Лактат-ацидоз // МРЖ. Анестезиология и реаниматология. – 1981. – № 3. – С. 50–57.
3. De Backer D. Lactic acidosis // Intensive Care Med. – 2003. – Vol. 29. – Р. 699–702.
4. Deitch E.A. Multiple organ failure. Pathophysiology and potential future therapy // Ann Surg. – 1992. – № 216. – Р. 117–134.
5. Hucabee W.E. Laсtiс acidosis // Am. I. Med. – 1961. – Vol. 30. – P. 833–839.
6. Krejci V., Hiltebrand L., Banic A., Erni D. Continuous measurements of microcirculatory blood flow in gastrointestinal organs during acute haemorrhage // Br J Anaesth. – 2000, Apr. – Vol. 84(4). – Р. 468–475.
7. Lundgren O. Physiology of the intestinal circulation. In: Marston A., Bulkley G.B., Fiddian Green R.G., Haglund U. (eds), Splanchnic ischemia and multiple organ failure, Edward Arnold, London, 2940 p.

В литературе значительное место занимают вопросы изучения лактат-ацидоза. Впервые он был описан W.E. Huckabee в 1961 году как синдром, характеризующийся резким увеличением концентрации молочной кислоты в крови (до 26 ммоль/л). С этого времени постоянно растет число исследований, посвященных ЛА. К настоящему времени известны обзоры по различным аспектам ЛА [2–4, 5]. Этот интерес, не угасающий в течение многих лет, объясняется до конца неизученным патогенезом ЛА, его неожиданным развитием и малой эффективностью терапии. Желудочно-кишечный тракт является наиболее уязвимым звеном при патологических состояниях, сопровождающихся метаболическим ацидозом [6]. Гипоксия и гипоксиацидоз слизистой оболочки кишечника во время шоковых состояний является следствием несоответствия спланхнической доставки кислорода его потреблению и причиной утраты слизистой оболочкой кишечника барьерной функции, приводящей к транслокации бактерий и эндотоксинов, что обуславливает поражение отдаленных органов и развитие синдрома полиорганной недостаточности. Несостоятельность желудочно-кишечного тракта при полиорганной недостаточности проявляется расстройствами микроциркуляции, нарушением проницаемости кишечной стенки, пристеночного и внутриполостного пищеварения и всасывания, выраженным парезом, образованием острых эрозий и язв, появлением выпота в брюшной полости и транслокацией патогенной микрофлоры [1, 6, 7].

Целью работы явилось изучение структурной организации различных отделов желудочно-кишечного тракта при экспериментальном лактат-ацидозе.

Материалы и методика исследования

Исследования проведены на беспородных животных (42 кошках). Лактат-ацидоз создавали введением 3 % раствора молочной кислоты в изотоническом растворе NaCl в бедренную вену под гексеналовым наркозом. Различного сдвига рН в кислую сторону достигали дозированным капельным введением лактата обычно от 20 до 38 капель в мин. под контролем рН (рН-метр МР 120ВЕ). Было проведено несколько серий опытов, в которых создавали ацидоз различной глубины от рН 7,2 до рН 6,5 и продолжительности от 30 до 180 минут. Для проведения гистологических и гистохимических исследований кусочки тканей сердца размером 0,5–1,0 см фиксировались в 10 % забуференном нейтральном растворе формальдегида (рН 7,0) при температуре 18–20 °С в течение 24–48 ч. Заливка осуществлялась с использованием парафина (Г.А. Меркулов, 1969). Были использованы методы окрашивания морфологического материала: гематоксилин-эозином, гематоксилин-пикрофуксином по Ван-Гизон, гематоксилином Вейгерта в модификации Харта, импрегнация азотнокислым серебром по Футу. Системное медицинское морфометрическое исследование включало в себя следующие этапы: описание морфометрического материала, собственно морфометрическое исследование – измерение и подсчет изучаемых объектов (Г.Г. Автандилов, 1990) с использованием программы «Мастер-морфология 5.2». Статистическая обработка материала проводилась с использованием пакета программ Microsoft Excel 2007 для операционной системы Windows 7. Достоверность различий показателей в группах оценивали по величине t-критерия Стьюдента. Эвтаназия животных проводилась передозированием гексеналового наркоза. В работе с экспериментальными животными были соблюдены требования, изложенные в «Методических рекомендациях по проведению медико-биологических исследований с использованием животных» от 1985 г.

Результаты исследования и их обсуждение

Результаты исследований свидетельствуют о том, что изменения в различных отделах желудочно-кишечного тракта (желудок, 12-перстная кишка, тощая, подвздошная, ободочная кишки) имеют однотипный характер и зависят от глубины и продолжительности ацидоза. Уже на протяжении первых 30–60 минут ацидоза (рН 7,2) прослеживается неравномерное кровенаполнение кровеносных сосудов собственной пластинки слизистой, подслизистой и мышечной оболочек, расслоение крови, появление агрегатов форменных элементов, десквамация эндотелия единичных кровеносных сосудов. Развивается отек рыхлой соединительной ткани подслизистого слоя, а затем и мышечной оболочки (рис. 1), в это же время происходит снижение содержания гликогена в клетках, особенно это выражено в клетках мышечной оболочки. В базальном слое собственной пластинки слизистой отмечается отек, набухание и утолщение аргирофильных волокон и мелкоочаговое нарушение ацинарного рисунка аргирофильного каркаса вокруг железистых клеток слизистой оболочки (рис. 2). Границы лимфоидных фолликулов собственной пластинки слизистой нечеткие, размытые, отмечается расширение межклеточных щелей, очаговая делимфатизация, происходит миграция лимфоцитов в слизистую оболочку желудка и 12-перстной кишки, в некоторых срезах обнаруживается разрушение базальной мембраны собственной пластинки слизистой оболочки.

pic_9.tif

Рис. 1. Желудок кошки при рН 7,2 и экспозиции ацидоза 60 минут. Увеличение объема коллагеновых волокон Окраска по Ван-Гизон, ув. Об. 10 ок. 10

pic_10.tif

Рис. 2. Желудок кошки при рН 7,2 и экспозиции ацидоза 60 минут. Аргирофильный каркас стенки желудка. Отек и набухание тонких ретикулиновых волокон при рН крови 7,2 и продолжительности ацидоза 60 мин. Импрегнация серебром по Футу,
ув. Об. 40 ок. 10

При сдвиге рН крови до 7,2 (30–60 мин) наблюдается полнокровие сосудов, отек сосудистой стенки и околососудистого пространства, застой крови различной степени выраженности, микротромбозы и микрокровоизлияния. В просвете сосудов преобладают сладжи эритроцитов. По мере углубления ацидоза и увеличения его продолжительности они сменяются тромбами, встречающимися в сосудах различного диаметра, и составляют от 80 до 100 % случаев. Сосудистая стенка артерий и вен утолщена, находится в состоянии отека, в некоторых местах наблюдается десквамация эндотелиоцитов. Соединительнотканные структуры разрыхлены, имеются деструкция и разрывы коллагеновых и ретикулиновых волокон. Отчетливо выражен околососудистый отек и дезинтеграция соединительнотканных структур. Клеточные элементы слизистой, подслизистого слоя и мышечной оболочки также находятся в состоянии отека.

При сдвиге рН крови от 7,0 до 6,5 и увеличении экспозиции ацидоза до 60–180 минут отек в рыхлой соединительной ткани подслизистой нарастает. Снижается способность ядер фибробластов и гладкомышечных клеток окрашиваться гематоксилином. Понижается способность эластических волокон окрашиваться фуксилином Вейгерта, аргирофильных – импрегнироваться азотнокислым серебром. По ходу волокон отмечается набухание и фрагментации, происходит снижение содержания гликогена в клетках слизистой и мышечной оболочек (рис. 3). В базальном слое собственной пластинки слизистой, мышечной пластинки слизистой и в мышечной оболочке выявляется увеличение объема коллагеновых волокон, а в слизистом слое отмечается мелкоочаговый некробиоз и некроз железистых клеток (рис. 4). В лимфоидных фолликулах нарастают признаки отека, увеличение межклеточных щелей, очаговая делимфатизациия, а также деструкции аргирофильного каркаса. При этом выявляются разрывы, фрагментации аргирофильных волокон, неравномерное окрашивание и пикноз ядер фибробластов и гладкомышечных клеток. Размеры лимфоидных фолликулов уменьшаются из-за нарастающей очаговой и диффузной делимфатизации Мелкие очаги некроза, некробиоза мышечных и железистых клеток сливаются и становятся генерализованными.

По данным морфометрии в пищеводе при рН 7,2 соотношение сладжей и тромбов в сосудах микроциркуляторного русла является одинаковым, а при рН 6,8 количество тромбированных сосудов возрастает до 80 %, это соотношение сохраняется и при рН 6,5. Подобная тенденция наблюдается и в других отделах желудочно-кишечного тракта. Наименьшее количество затромбированных сосудов при рН крови 6,5 выявлено в ободочной кишке (70 %), а наибольшее – в прямой кишке (100 %) (табл. 1).

Выборочные исследования тканей различных слоев пищевода, желудка, двенадцатиперстной, подвздошной, тощей, слепой и ободочной кишок показали, что изменения, возникающие под влиянием лактат-ацидоза, плохо подвергаются статистическому анализу. Это связано, во-первых, с тем, что у всех изучаемых животных общая толщина различных отделов, а также их слоев варьирует в широких пределах. Во-вторых, отек практически пропорционально охватывает все тканевые структуры. Анализ процентного соотношения всех слоев пищевода также свидетельствует о большой вариабельности данных (табл. 2). По средним данным, при разных уровнях рН крови можно отметить, что толщина различных слоев располагается в следующей последовательности по мере ее уменьшения: внутренний мышечный слой – 17,24–41,54 %; слизистая – 15,30–34,74 %; наружный мышечный слой – 9,88–18,82 %; мышечная пластинка слизистой – 9,45–14,79 %; подслизистая основа – 4,80–14,52 %; адвентиция – 4,97–9,35 %.

pic_11.tif

Рис. 3. Желудок кошки при рН 7,1 и экспозиции ацидоза 70 минут. Элиминация гликогена в клетках слизистой оболочки. Кармин по бесту, ув. Об. 10 ок. 10

pic_12.tif

Рис. 4. Желудок кошки при рН 7,0 и экспозиции ацидоза 100 минут. Отек слизистой оболочки и подслизистого слоя. Лимфоидная инфильтрация апикального конца желудочных желез слизистой оболочки. Окраска гематоксилин-эозином, ув. Об. 40 ок. 10

Таблица 1

Процентное соотношение сладжей и тромбов в различных отделах желудочно-кишечного тракта при лактат-ацидозе в сосудах микроциркуляторного русла

Отдел желудочно-кишечного тракта

n

рН крови

рН 7,2

рН 7,0

рН 6,8

рН 6,5

Сладжи

Тромбы

Сладжи

Тромбы

Сладжи

Тромбы

Сладжи

Тромбы

Пищевод

40

52 ± 3,2

48 ± 3,2

40 ± 3,2

60 ± 3,2٭

30 ± 2,8

70 ± 2,8٭

10 ± 2,0

90 ± 2,0٭

Желудок

40

43 ± 4,2

57 ± 4,2٭

38 ± 2,6

62 ± 2,6٭

30 ± 2,4

70 ± 2,4٭

10 ± 2,0

90 ± 2,0٭

Двенадцатиперстная кишка

40

70 ± 3,3

30 ± 3,3٭

50 ± 3,0

50 ± 3,0

20 ± 2,0

80 ± 2,0٭

10 ± 1,5

90 ± 1,5٭

Подвздошная кишка

40

25 ± 2,5

75 ± 2,5٭

20 ± 2,3

80 ± 2,3٭

30 ± 3,0

70 ± 3,0٭

0

100٭

Слепая кишка

40

68 ± 3,2

32 ± 3,2٭

50 ± 3,2

50 ± 3,2

20 ± 3,0

80 ± 3,0٭

10 ± 1,5

90 ± 1,5٭

Ободочная кишка

40

62 ± 4,2

38 ± 4,2٭

60 ± 3,4

40 ± 3,4٭

30 ± 2,5

70 ± 2,5٭

30 ± 2,4

70 ± 2,4٭

Сигмовидная кишка

40

71 ± 3,6

29 ± 3,6٭

52 ± 3,2

48 ± 3,2٭

20 ± 2,0

80 ± 2,0٭

10 ± 2,0

90 ± 2,0٭

Прямая кишка

40

70 ± 3,0

30 ± 3,0٭

70 ± 3,5

30 ± 3,5٭

50 ± 3,0

50 ± 3,0

0

100٭

Примечания: n – количество стекол, подвергнутых морфометрическому анализу; ٭ – достоверность различий между количеством сладжей и тромбов при данном рН, где р < 0,01.

Таблица 2

Процентное соотношение слоев стенки пищевода при метаболическом ацидозе у кошек

Исследуемые параметры

Контрольные животные

Опытные животные

рН 7,4

n = 10

рН 7,2

n = 10

рН 7,0

n = 10

рН 6,8

n = 10

рН 6,5

n =10

Слизистая ( %)

34,74 ± 1,21

26,65 ± 1,20

24,39 ± 1,21

15,30 ± 0,87

31,52 ± 1,14

Мышечная пластинка слизистой ( %)

14,26 ± 0,43

9,45 ± 0,34

14,79 ± 0,50

11,04 ± 0,60

10,05 ± 0,64

Подслизистая основа ( %)

14,52 ± 0,32

9,12 ± 0,34

6,19 ± 0,22

9,26 ± 0,33

4,80 ± 0,15

Внутренний мышечный слой ( %)

17,24 ± 0,34

39,12 ± 2,10

34,13 ± 1,90

41,54 ± 1,40

27,78 ± 1,83

Наружный мышечный слой ( %)

9,88 ± 0,12

10,69 ± 0,42

12,72 ± 0,82

12,35 ± 0,43

18,82 ± 0,56

Адвентиция ( %)

9,36 ± 0,12

4,97 ± 0,12

7,78 ± 0,24

8,36 ± 0,25

7,03 ± 0,45

Примечание. n – количество исследований (стекол, подвергнутых морфометрическому анализу).

Аналогичная картина наблюдается и при определении процентных соотношений различных слоев желудка, 12-перстной кишки, тонкого кишечника. Несмотря на большой разброс данных в контроле и в опытных образцах (рН 7,2–6,5 и продолжительность ацидоза 30–180 мин) общая закономерность изменения толщины различных слоев стенки желудка отчетливо просматривается (табл. 3).

В двенадцатиперстной кишке в контроле и в опыте на фоне возрастающего отека паренхимы и соединительнотканных структур сохраняется такая же закономерность. Морфометрический анализ стенки кишечника так же не дает статистически достоверных данных по мере сдвига уровня рН в кислую сторону и увеличения экспозиции ацидоза.

Таблица 3

Процентное соотношение слоев стенки желудка при метаболическом ацидозе у кошек

Исследуемые параметры

Контрольные животные

Опытные животные

рН 7,4

n = 10

рН 7,2

n = 10

рН 7,0

n = 10

рН 6,8

n = 10

рН 6,5

n =10

Слизистая ( %)

47,93 ± 2,5

46,50 ± 2,80

37,74 ± 2,7

30,60 ± 1,9

29,40 ± 1,8

Мышечная пластинка слизистой ( %)

2,56 ± 0,13

3,20 ± 0,16

1,59 ± 0,12

6,30 ± 0,35

6,40 ± 0,43

Подслизистая основа ( %)

9,39 ± 0,54

10,00 ± 0,76

10,30 ± 0,90

13,50 ± 1,21

13,40 ± 1,10

Внутренний мышечный слой ( %)

28,69 ± 1,80

35,30 ± 2,01

34,50 ± 2,34

36,00 ± 2,38

37,40 ± 2,56

Наружный мышечный слой ( %)

6,40 ± 0,60

5,00 ± 0,10

13,49 ± 0,98

13,60 ± 0,79

13,40 ± 0,98

Примечание. n – количество исследований (стекол, подвергнутых морфометрическому анализу).

Таким образом, в различных отделах желудочно-кишечного тракта при ацидозе возникают неспецифические изменения, развиваются деструктивные процессы в коллагеновых и аргирофильных структурах, делимфатизация инкапсулированных лимфоидных образований, нарушение структуры секреторных клеток, которые зависят от глубины и продолжительности ацидоза. Между процессами тромбообразования в сосудах различных отделов органов пищеварения имеются существенные различия, которые могут быть связаны как с особенностями кровоснабжения этих органов, так и со степенью нарушения их структуры при ацидозе, а также величиной рН крови.

Работа поддержана Минобрнауки РФ, Государственное задание по вузу № 2707.14.

Рецензенты:

Патеюк А.В., д.м.н., профессор кафедры социальной политики, психологии и педагогики профессионального образования, ФГБОУ ВПО «Забайкальский государственный университет», г. Чита;

Степанов А.В., д.м.н., зав. кафедрой безопасности жизнедеятельности и медицины катастроф, ГБОУ ВПО «Читинская государственная медицинская академия», г. Чита.

Работа поступила в редакцию 21.05.2014.


Библиографическая ссылка

Бочкарникова Н.В., Альфонсова Е.В. ВЛИЯНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ЛАКТАТ-АЦИДОЗА НА СТРУКТУРНУЮ ОРГАНИЗАЦИЮ ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОГО ТРАКТА // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 7-2. – С. 265-269;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=34428 (дата обращения: 20.04.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074