2. 3 Дослідження печінки в умовах дії малих доз радіації та солей важких металів.

Аналізуючи результати дослідження впливу іонізуючого випромінювання в малих дозах (0,1 Гр; 0,2 Гр; 0,3 Гр) на печінку тварин, виявлені зміни на органному, клітинному і субклітинному рівнях, ступінь яких залежить від отриманої дози опромінення. Відмічено достовірне збільшення відносної маси печінки в групах R1, R2 і R3 на 19,7%, 26,6% і 34,4% відповідно. Морфометрично встановлено збільшення розмірів печінки: довжини і ширини відповідно групам на 4,7% і 2,3%; 6,4% і 4,0% та 9,6 і 8,8%.

Іонізуюче випромінювання викликає судинні розлади в органі. Відмічено повнокрів’я судин, наявність престазів і стазів, розширення навколокапілярних просторів і синусоїдів. Зі збільшенням дози випромінювання ці розлади поглиблювалися. Визначався набряк судинних стінок, гіперплазія ендотелію, набряк перипортальної сполучної тканини, лімфогістіоцитарна інфільтрація сполучної тканини навколо печінкових судин.

Морфометричні показники печінки, що вивчалися, змінювалися зі збільшенням отриманої тваринами дози. Відповідно до груп піддослідних тварин цієї експериментальної серії R1, R2 і R3 відносний об’єм ушкоджених гепатоцитів склав 22,4%±3,2%; 29,2±2,7% і 43,7±2,4%. Кількість гепатоцитів на 100 п.з. збільшилася на 13,4% і 14,9% у перших двох групах, а у тварин третьої зменшилася на 10%; кількість двоядерних гепатоцитів збільшилася на 11,6%, 21,2% і 15,0% відповідно (табл.1).

 

 

 

 

Таблиця 1

Дані морфометрії печінки щурів за дії іонізуючого випромінювання

 

Зміни гістоструктури печінки тварин знаходилися в лінійній залежності від дози випромінювання. У групах R1 R2 ці зміни були помірні.

При максимальній дозі радіації у наших дослідженнях (0,3 Гр) відмічена дискомплексація печінкових балок, розвивалася жирова і вакуольна дистрофія значної частини гепатоцитів. Ультраструктура гепатоцитів щурів цієї групи набула змін, що переходять межу фізіологічної компенсації. Відмічено різке набухання мітохондрій, зменшення кількості крист, що свідчить про порушення біоенергетики печінкових клітин. Цистерни гранулярного ендоплазматичного ретикулуму розширені, зменшена кількість зв’язаних і вільних рибосом і полісом. Комплекс Гольджі редукований. Такі ж зміни спостерігалися і в ендотеліоцитах. Внутрішньоклітинні дистрофічні процеси з елементами деструкції розвивалися в купферівських клітинах. Відмічені деструкція крист мітохондрій, поява осередків лізису зовнішньої мембрани, розширення цистерн ендоплазматичної сітки, вогнищева деструкція мембран.

Встановлена зміна хімічного складу печінки при опроміненні малими дозами іонізуючого випромінювання. Зі збільшенням терміну дії опромінення і його величини зростає втрата печінкою води на 6,4% у групі R1, на 10,7% - у групі R2 і на 12,5% - у групі R3 (Р<0,05). Зневоднення спричиняє виведення із печінки мікроелементів. Достовірно знижується вміст міді відповідно групам R1-R3 на 9,7%, 12,7% і 16,2% (Р<0,05); цинку – на 3,5%, 6,9% і 9,8% (Р<0,05); марганцю – на 12,5%, 18,7%, 22,3% і хрому – на 4,25%, 7,9%, 11,4% (Р<0,05). Зниження свинцю незначне – на 2,7%, 4,2% і 5,4% відповідно групам. Загальна мінералізація печінки зростає з 29,7% (R1) до 44,3% (R3), що, можливо, пов’язано з відкладанням у міжклітинному просторі кальцію та інших мікроелементів.

Солі  важких металів спричиняють у печінці більш суттєві зміни, ніж радіація. Визначалася дискомплексація печінкових балок, яка прогресувала зі збільшенням терміну навантаження до 3-х місяців, в часточках з’являлися дрібні вогнища некрозу. У порівнянні з дією іонізуючого випромінювання поглиблюються дистрофічні процеси в гепатоцитах. Більшість з них з ознаками жирової, зернистої, а в деяких клітинах і балонної дистрофії. Цитоплазма втрачає базофільність, відмічається дискаріоз, багато без’ядерних клітин. Кількість двоядерних гепатоцитів і цитоплазматичного відношення у групах С2 і С3 знизилась на 3,9% і 2,5% та 16% і 21,1% відповідно.

Тривала дія солей важких металів (2-3 міс.) спричиняє значні зміни на субклітинному рівні. Структурно це визначається дрібновогнищевою деструкцією мембран ендоплазматичної сітки, зовнішніх мембран і крист мітохондрій, ядерної мембрани. Це прояви серйозних порушень біоенергетичних процесів у клітині, що спричиняє зниження синтетичної і репараційної активності метаболізму органел (55, 56). Розвиток катаболічних процесів структурно підтверджується редукцією пластинчастого цитоплазматичного комплексу Гольджі і появою в ділянці його локалізації великої кількості вторинних лізосом.

Дослідження хімічного складу печінки визначило підвищення кількості отриманих із питною водою мікроелементів. Кількість неорганічних речовин збільшилася на 58,6%, 64,6% і 71,0%, а вологість зменшилася на 10,9%, 17,1% і 16,3% відповідно групам С1, С2 і С3.

Комбінована дія солей важких металів і опромінення викликають у печінці більш глибокі зміни у порівнянні з дією тільки одного несприятливого чинника, що є наслідком накладання негативної дії двох факторів.

Зміни гістоструктури печінки у піддослідних тварин цих груп залежали від тривалості навантаження солями важких металів. Розвивалися дистрофічні зміни в гепатоцитах від дрібних ліпідних включень у тварин групи R1+С1, помірної зернистої і жирової дистрофії у печінці щурів групи R1+С2 до появи клітин з грубозернистою, вакуолізованою, іноді з ацидофільним забарвленням цитоплазмою, з пікнотичними ядрами, з вогнищами круглоклітинної інфільтрації і некрозу у групі R1+С3. Не- зважаючи на зростання дистрофічних і деструктивних процесів, виявляються виражені адаптаційно-компенсаторні процеси, що вказує на високий регенеративний потенціал печінки. Збільшується кількість гепатоцитів на одиницю площі на 8,4% у групі R1+С1, на 22,5% - у групі R1+С2. Відповідно у цих групах збільшується ядерно-цитоплазматичне відношення на 17,4%, 8,1%, а також кількість двоядерних гепатоцитів.

Із зростанням терміну вживання солей збільшується конденсація хроматину по периферії ядра, змінюються оболонки останнього. Зростає набряк мітохондрій і вакуолізація їх крист. Розширюються цистерни ендоплазматичної сітки. Знижується кількість вільних рибосом, полісом і глікогенових гранул. Комплекс Гольджі помірно редукується. Зі збільшенням терміну вживання солей важких металів до 3 місяців дистрофічні процеси переростають у деструктивні. У деяких гепатоцитах зустрічаються безструктурні зони. Комплекс Гольджі редукується.

При збільшенні дози іонізуючого випромінювання до 0,2 Гр за умови дії солей важких металів в тих же концентраціях і термінах, що і в попередніх групах піддослідних тварин зміни гістоструктури печінки прогресують. Більшість гепатоцитів з ознаками зернистої і жирової дистрофії. Зустрічаються гепатоцити зі спустошеною цитоплазмою і без ядер. Посилюються деструктивні процеси – у деяких часточках утворюються безструктурні зони та поодинокі інфільтрати.

На субклітинному рівні визначалися дистрофічні зміни органел. Зменшувалася їх кількість у цитоплазмі гепатоцитів. Мітохондрії набувають майже округлої форми, зменшується число крист, мембрани мітохондрій частково лізуються. Зростає деструкція ендоплазматичного ретикулуму з утворенням електронно-прозорих вакуолей. Різко знижується вміст глікогену. Кількість рибосом і полісом зменшується.

Отже, комбінація двох екологічних чинників – опромінення і навантаження металами викликає більш значні зміни в печінкових клітинах, ніж вплив одного несприятливого фактора окремо. Із збільшенням дози радіації і терміну споживання сполук важких металів ці зміни зростають і переходять із фази адаптаційно-репараційної у деструктивно-некротичну, про що свідчать результати третьої серії експерименту (R3+С1-С3).

При вивченні гістоструктури органа встановлено розростання сполучної тканини. Зустрічалися ділянки, в яких паренхіма заміщувалася сполучною тканиною. Втрачалося радіальне розташування печінкових пластинок і межі часточок. У більшості гепатоцитів розвивалася зерниста і жирова дистрофія. Контури гепатоцитів втрачали чіткість, цитоплазма у багатьох спустошена. Більшість ядер у стадії каріопікнозу, багато без’ядерних клітин.

Дистрофічні зміни клітинних органел розвивалися швидше і переходили у деструктивну фазу. В гепатоцитах групи R3+С1 значно зменшувалася кількість крист мітохондрій, знижувалася електронна щільність їх матриксу. Цистерни гранулярного ендоплазматичного ретикулуму вакуолізувалися. На його мембранах зменшувалася кількість рибосом і полісом, що свідчить про зниження інтенсивності синтезу білків як для репаративних потреб клітини, так і для потреб організму. В кінці другого місяця експерименту (R3+С2) в гепатоцитах з’являлася дрібновогнищева деструкція внутрішньоклітинних мембран. Поглиблення деструктивних процесів підтверджується редукцією пластинчастого цитоплазматичного комплексу Гольджі та появою у цитоплазмі великої кількості вторинних лізосом і ліпідних включень. В кінці експерименту катоболічні процеси у гепатоцитах переважали над синтетичними, що структурно проявлялося деструкцією значної кількості мітохондрій і їх крист, фрагментацією мембран гранулярного ендоплазматичного ретикулуму і редукцією комплексу Гольджі.

Для цієї експериментальної групи характерний підвищений вміст у печінці тих металів, що надходили в організм з питною водою, але він був нижчий, ніж у щурів другої експериментальної серії. Вміст марганцю, який входить до складу коферменту лужної фосфатази, вищий від контрольної групи на 7,1% (R3+С1), 13,8% (R3+С2) і 18,5% (R3+С3). Кількість цинку, який входить до складу карбоангідрази, дегідропептидази і інших ферментів, що забезпечують вуглеводний обмін, збільшується відповідно на 14,9%, 20,9% і 37,6%. Вміст міді, яка міститься в цитохромі, є збільшеним відповідно на 2,4%, 6,5% і 16,4%. Вміст хрому та свинцю збільшується відповідно на 4,7% і 7,4% (R3+С1), 6,8% та 16,2% (R3+С2) і на 11,5% і 22,7% (R3+С3). Відбувається подальше зниження у печінці води. Всі дані статистично достовірні (Р<0,05). Таким чином, комбінована дія екологічних чинників викликає деструктивні явища в печінці.