М.М. Моісеєнко

Зміни в нирках щурів під впливом нвч-опромінювання різних строків

Надвисокочастотне опромінювання є енер­гією з довжиною хвилі від 1мм до 1 м. Різні види енергії несуть у собі можливу загрозу для живої тканини. Ризик тим більший, чим вищий рівень енергії та час її впливу. Чутливість тканин людини до мікрохвильового опромінювання залежить від його частоти. Основним біоло­гічним впливом мікрохвильового випроміню­вання вважають підвищення температури тіла внаслідок поляризаційних ефектів. Ефекти не­теплового впливу на біологічні об'єкти вивчені недостатньо. Вважається, що при цьому вини­кають зміни властивостей макромолекул і нерво­вих мембран. За останні 20 років значно розши­рилось використання пристроїв, які використо­вують мікрохвильове випромінювання. Якщо у 90-х роках ХХ століття це було використання більш у промисловості (дефектоскопія, радари в аеропортах),то нині це мікрохвильові печі, сотові телефони, які повсякденно використовуються. Нетеплові ефекти мікрохвильового випроміню­вання які виникають при використанні цих приладів необхідно вивчати. Вплив мікрохвильо­вого опромінювання на нирки вивчено не­достатньо, що й зумовило наше дослідження.

МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Проведено дослідження на половозрілих щурах-самцях лінії Вістар. Середня масса тіла становила 215 г. Тварини перебували в безеховій камер під впливом дії НВЧ-випромінювання 3-см діапазону з щільністю потоку енергії 6-7мВт/см впродовж 8 годин протягом однієї доби (1-ша серія),трьох діб (2-га серія), 5- діб (3-тя серія), 7- діб (4-та серія), 10-діб (5-та серія), 30-ти діб (6- серія), 90-діб (7-ма серія). Контрольна група ста­новила 5 тварин. Всі тварини знаходились в од­накових умовах, на однаковому харчовому та питному режимі. Кожен день проводилась оцінка загального стану тварин. Через одну-, троє-, п’ятеро-,семеро-, десять, тридцять, дев’яносто діб тварини вводились в гексеналовий наркоз, виконувалась декапітація і забір нирок. Нирки фіксувалися розчином формаліну,з неводнюва- лись у спирті за загально прйнятою методикою, потім забарвлювались гематоксиліном-еозином, та за Маллорі-Слінченко і вивчалися у світовому мікроскопі при збільшенні у 400-1400 разів.

РЕЗУЛЬТАТИ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

Через 1 і 3 доби від початку дії випроміню­вання гістологічно у складі судинних клубочків кіркових та проміжних нефронів виявлялася по­мірна проліферація мезангія. Більшість ниркових тілець мали нерівномірно розширену порожнину капсули нефрона; навколо зовнішнього листка капсули спостерігався тонкий прошарок спо­лучної тканини з невеликою кількістю фібро- бластоподібних клітин (Рис. 1). У поодиноких випадках відзначалися ішемічні порушення су­динних клубочків, але більшість із них, навпаки, містила помітно розширені капілярні петлі. Судинні клубочки юкстамедулярних нефронів залишалися без патологічних змін.

Епітеліоцити проксимальних звивистих ка- нальців через 3 доби експерименту мали ознаки гіпертрофії, клітини дистальних звивистих ка- нальців зменшувалися в розмірах, з ознаками помірної атрофії. Базальна мембрана прокси­мальних і дистальних звивистих канальців за­лишалася без помітних патологічних змін. Пору­шень цілісності епітелію, некробіотичних змін або клітинної дезінтеграції не виявлялося.

На 3-тю добу експерименту перитубулярні гемокапіляри виявлялися різко розширеними; у деяких випадках спостерігались дрібні крово­виливи й помірна лейкоцитарна інфільтрація. Ознаки стазу, сладжування еритроцитів й гіпер- коагуляції були відсутніми.

У значних за об’ ємом ділянках паренхіми кіркової речовини визначалися повнокровні дугові й міжчасточкові артерії, інколи - з оз­наками пристінкового стазу й внутрішньосу- динної аглютинації деформованих еритроцитів. Цілісність стінки зазначених артерій залишалася непорушною.

У поодиноких випадках спостерігалися міжчасточкові вени з ознаками гемокоагуляції й периваскулярного діапедезу еритроцитів. Лейко­цитарна інфільтрація була відсутня. Просвіт дугових вен був дещо деформований, формені елементи крові виявлялися на внутрішній по­верхні венозної стінки у фіксованому стані або в просвіті судин у вигляді скупчень деформованих клітин (Рис. 2). Венозні геморагії не виявлялися.

Загальна структура паренхіми мозкової речовини відповідала нормальному взаємному розташуванню тканинних елементів у складі ниркових пірамід. Явища часткової деструкції прямих і збірних канальців виявлялися лише в поодиноких випадках. Цілісність стінки біль­шості канальців не порушена, однак при фарбу­ванні за Маллорі- Слінченко на гістологічних зрізах багато епітеліоцитів було представлено гіпохромними тінями клітин, розташованих на безперервних базальних мембранах. Ступінь хроматофілії закономірно знижувався у на­прямку від юкстамедулярної зони в основі піраміди до верхівки ниркового сосочка. Про­світи прямих і збірних канальців були роз­ширеними й не мали вмісту; у просвіті деяких прямих (але не збірних) канальців виявлялися оксифільні гіаліноподібні фрагменти. Навколо канальців мозкової речовини відсутні тонкі про­шарки фіброзної тканини, характерні для зви­вистих канальців кіркової речовини.

Через 1 і 3 доби від початку експерименту у складі ниркових стовпів у просвіті однієї час­тини прямих мікросудин утримувалися нор­мальні еритроцити, а іншої - суцільні різко окси- фільні аморфні маси, що обтурували просвіт прямої судини на значній довжині. Периту- булярні гемокапіляри в мозковій речовині в більшості випадків містили формені елементи крові й перебували у розширеному стані. Ознаки периваскулярного набряку, крововиливів або ін- терстиційного фіброзу не спостерігалися. Ціліс­ність стінки мікросудин залишалася не пору­шеною. Визначалися нечисленні гемокапіляри, розташовані паралельно до збірних канальців в області верхівки ниркового сосочка, із просві­тами не ширше 5 мкм, які повністю обтуровані гіалінізованим вмістом на значній довжині судини.

Морфологічне дослідження нирок щурів протягом 5-ї і 7-ї діб від початку опромінення показало наявність численних явищ клітинної дезінтеграції та вакуолізації цитоплазми клітин як у складі ниркових тілець, так і в стінці канальцевого апарата. Просвіт капсули ниркових тілець був значно і нерівномірно розширений, інколи містив формені елементи крові. Навколо ниркових тілець виявлялися простори, заповнені набряковою рідиною й помірною кількістю ери­троцитів (Рис. 3). Спостерігали розширення й деструкція значної кількості капілярних петель судинного клубочка, порушення цілісності епі- телія зовнішнього листка капсули нефрона.

Епітелій проксимальних і дистальних зви­вистих канальців мав морфологічні ознаки дис­трофії, вакуолізації, у деяких канальцях виявля­лася епітеліальна гіперплазія. Поряд з цим від­значалися дегенеративні зміни ядра і цитоплазми більшості нефроцитів, у поодиноких клітинах - пігментні включення. У просвіті більшості зви­вистих канальців спостерігалися некротично змі­нені епітеліоцити, еритроцити, поліморфні щіль­ні або сітчасті оксифільні маси. Частина каналь- ців містила зруйновану базальну мембрану й гіпохромні фрагменти нефроцитів. Також спосте­рігалися початкові фіброзно-склеротичні зміни паренхіми кіркової речовини, виражені нерівно­мірно в різних кіркових часточках.

У даний термін дослідження перитубуляр- ні мікросудини в кірковій речовині залишались розширеними, повнокровними, з ознаками стазу й гіперкоагуляції. Значна частина гемокапілярів мала дефекти стінки з явищами діапедезу ери­троцитів і численних дрібних інтертубулярних крововиливів. Дугові й міжчасточкові артерії зберігали помірне повнокрів’я; у просвіті ба­гатьох артерій спостерігалися стаз і аглютинація еритроцитів. Внутрішньостінковий набряк спо­стерігався лише в окремих артеріях. Навколо деяких артерій відзначалася помірна лейкоци­тарна інфільтрація. Дугові й міжчасточкові вени були деформовані, у їхніх просвітах спосте­рігалися аглютинати еритроцитів, пристінковий стаз залишався не характерним. У більшості спостережень вени мали значні дефекти судинної стінки; навколо них - крововиливи й лейко­цитарну інфільтрацію. Інколи поблизу пору­шеної венозної стінки відзначалися початкові за виразністю фіброзно-склеротичні зміни. У юкстамедулярній зоні також спостерігалися дріб­ні ділянки рубцево-зміненої тканини, як правило, поблизу артерій, крововиливів або навколо дис­трофічно змінених канальців. Між пучками незрілих колагенових волокон визначалися мак­рофаги, еритроцити, поодинокі поліморфно- ядерні лейкоцити.

Характер змін паренхіми мозкової речо­вини залежав від локалізації патологічного про­цесу. В основі ниркових пірамід визначалися зони крововиливів поблизу ниркових стовпів. Більша частина канальців мала розширений просвіт, часто заповнений оксифільним вмістом сітчастої структури. Спостерігалася деструкція стінки деяких канальців, їх просвіт містив некротизовані маси з домішкою еритроцитів. Частина перитубулярних гемокапілярів зберігала цілісність стінки, однак діапедез еритроцитів постійно супроводжував їх на всій довжині. У глибоких відділах ниркових пірамід поряд з крововиливами виявлялися ділянки некротизо- ваної паренхіми, розташовані по краях широких ущелин у тканині піраміди. Між ущелинами ка- нальці мали виразні ознаки дистрофії. В ділянці верхівки ниркових сосочків територіально пе­реважали розширені збірні канальці, між якими виявлялися численні щілини, заповнені відір­ваними некротично зміненими епітеліальними шарами (Рис. 4). Епітелій збірних канальців був дистрофічно змінений. Між щілинами розташо­вувались вузькі гемокапіляри, заповнені дефор­мованими або сладжованими еритроцитами. В інтерстиції мозкової речовини спостерігалися дрібні острівці утворення незрілої фіброзної тканини.

Гістологічне дослідження нирок щурів через 10 діб від початку експерименту показало, що судинні клубочки більшості ниркових тілець - з початковими явищами гломерулосклерозу (Рис. 5). У ниркових тільцях виявлялося значне розширення порожнини капсули нефрона й по­мірний набряк мезангія судинного клубочка. Невелика кількість юкстамедулярних нефронів містили ішемічно зморщені судинні клубочки; їх ниркові тільця оточені виразними фіброзними прошарками. В поодиноких судинних клубочках спостерігався фібриноїдний некроз.

Епітелій більшості звивистих канальців перебував у дистрофованому стані. Виявлялися значні за обсягом вогнища некротично зміненого канальцевого епітелію з явищами каріолізісу. У даних вогнищах перитубулярні гемокапіляри пе­ребували в помірно розширеному стані з оз­наками стазу, гіперкоагуляції, часто містили сладжовані еритроцити. Частина гемокапілярів мала дефекти стінки з розвинутими явищами діапедезу еритроцитів. Деякі нефроцити містили частки ліпофусцину. У просвіті канальців ви­являлися фрагменти некротично змінених епі- теліоцитів. Визначалися помірні фіброзно-скле­ротичні зміни паренхіми без суттєвої лейко - цитарної інфільтрації кіркової речовини, а також нечисленні ділянки інтертубулярних кро­

вовиливів.

Дугові й міжчасточкові артерії виявлялися помірно повнокровними; в артеріях були суттєво вираженими явища стазу, ознаки внутріш- ньосудинної гемокоагуляції й тромбоутворення. Стінки артерій мали ознаки набряку й скле- розування. Спостерігався помірний осередковий периваскулярний та інтерстиційний набряк, без лейкоцитарної інфільтрації. Просвіт дугових вен залишався деформований, заповнений частково аглютинованими еритроцитами. Стінка біль­шості вен мала дефекти різного ступеня ви­разності. Частина дугових і міжчасточкових вен - з ознаками пристінкового стазу. На внутрішній поверхні венозної стінки виявлялися дрібні різко оксифільні аморфні маси. Навколо дугових і міжчасточкових вен - незначні крововиливи.

На 10-ту добу експерименту в основі нир­кових пірамід прямі й збірні канальці перебували у стані повної або часткової деструкції, містили гіпохромні фрагменти цитоплазми нефроцитів, розташованих на зруйнованій базальній мембра­ні. У просвіті канальців виявлялися некротизо- вані маси з домішкою еритроцитів; частина канальців мала вільний просвіт. Перитубулярні мікросудини різко розширювались, містили де­формовані еритроцити з ознаками гіперкоагу- ляції. Часто гемокапіляри й посткапілярні венули мали розриви стінки, оточені численними дрібноосередковими крововиливами. Просвіт більшості прямих мікросудин у складі ниркових стовпів був обтурований різко оксифільними аморфними масами на значній довжиніі. Щілиноподібні дефекти паренхіми займали значну частину ниркового сосочка. Тканина на межі дефектів містила деформовані некробіотичні маси, збагачені прошарками рубцево-зміненої тканини; зрідка виявлялися незначні за обсягом ділянки грануляційної тканини (Рис. 6).

На 30-ту добу експерименту у кірковій речовині структура судинних клубочків біль­шості ниркових тілець не мала суттєвих пато­логічних змін на світлооптичному рівні. В оди­ничних ниркових тільцях проміжних і кіркових нефронів спостерігалося розширення порожнини капсули нефрона, що супроводжувалось помір­ним набряком мезангія між петлями клубочкових капілярів. У тільцях деяких юкстамедулярних нефронів відзначалися ішемічно зморщені су­динні клубочки (Рис. 7).

Через 30 і 90 діб від початку дії випро­мінювання епітелій проксимальних звивистих канальців мав ознаки гіпертрофії, частина нефро- цитів містила включення ліпофусцина. Окремі канальці, навпаки, характеризувалися наявністю деструктивно-дистрофічних змін ядер та цито­плазми епітеліоцитів. У дистальних звивистих канальцях виявлялися помірні дистрофічні зміни епітелію, в окремих випадках - десквамація фрагментів епітеліоцитів у просвіт канальців і часткова деструкція базальних мембран з по­мірним їхнім набряканням або розщепленням. У просвіті дистальних звитих канальців інколи виявлялися оксифільні гіаліноподібні маси; в поодиноких випадках просвіт канальців був за­повнений аглютинатами еритроцитів. Поряд з описаними ділянками паренхіми зустрічалися кіркові часточки, що не містили патологічно змі­нених канальців. Визначалися численні фіб­розно-склеротичні зміни в інтерстиції кіркової речовини.

Перитубулярні гемокапіляри в кірковій ре­човині помірно повнокровні, не розширені. Ознак стазу й гіперкоагуляції не спостерігалося. У поодиноких спостереженнях відзначалися нез­начні дефекти капілярної стінки з явищами діапедезу еритроцитів. Лейкоцитарна інфільтра­ція не виявлялася. Інтертубулярні крововиливи були відсутні. Визначалися дугові й міжчас­точкові артерії без патологічних змін у складі стінки, без явищ стазу і внутрішньосудинної ге­мокоагуляції (Рис. 8). У деяких випадках спосте­рігалися помірні ознаки периваскулярного набряку, без лейкоцитарної інфільтрації. Просвіт дугових вен не був деформований, іноді розши­рений. Стінка більшості вен не мала будь-яких дефектів. Лише в поодиноких випадках у дуго­вих і міжчасточкових венах зустрічалися ознаки пристінкового стазу або незначні за розмірами фібриноподібні маси, фіксовані до стінки су­дини. Навколо дугових і міжчасточкових вен крововиливи не визначалися.

На 30-ту і 90-ту добу експерименту пато­морфологічні зміни паренхіми мозкової речо­вини мали помірно виражений і мозаїчний ха­рактер. Деякі прямі й збірні канальці перебували у стані часткової дегенерації й містили нефро­цити з гіпохромною цитоплазмою, розташовані на суцільній базальній мембрані. Такі канальці розташовувались, як правило, дрібними групами в основі сосочків. Цілісність стінки більшості канальців не була порушеною, однак в окремих епітеліоцитах виявлялися ознаки гідропічної дистрофії. Такі клітини містили набрякле ядро і мали фрагментований апікальний полюс. Більша частка прямих канальців мала вільний просвіт і епітелій в стані помірної гіпертрофії. Через 90 діб від початку експерименту в інтерстиції спостерігалося формування фіброзної тканини.

Артеріальні мікросудини мозкової речо­вини втрачали ознаки деструкції, але залишалися помірно розширеними та інколи містили де­формовані еритроцити з ознаками гіперкоагу­ляції. Гемокапіляри й посткапілярні венули не мали розривів стінки, крововиливи також були відсутні. У складі стовпів Бертена й у прилеглих ділянках ниркових сосочків виявлялися пооди­нокі облітеровані і склерозовані мікросудини. Через 90 діб експерименту внутрішньостінковий та інтерстиційний набряк не виявлявся, зміни з боку лімфомікроциркуляції були відсутні.

ПІДСУМОК

Дія випромінювання в імпульсному режимі зі щільністю потоку 5-6 мВт/см2 протягом пер­ших трьох діб зумовлює короткотривале підви­щення функціональної активності нефронів, ак­тивну реакцію приносної ланки ниркової мікро­циркуляції і викликає розвиток запальних та деструктивних явищ у складі ниркової паренхіми щурів. Наприкінці першого тижня експерименту відбувається зростання деструктивно-дистрофіч­них ушкоджень нефронів паралельно із поглиб­ленням мікроциркуляторних порушень за рахунок заволікання дренажної ланки. Протягом 2-3­го тижнів спостерігається максимальне морфо­функціональне порушення структури нирок у формі некротичних, некробіотичних, дистрофіч­них змін епітеліального компонента нефронів та розвиток тотального ушкодження мікроцирку­ляції. Починаючи від 30-ї доби експерименту відбувається поступова адаптація мікроциркуля­торного русла до дії випромінювання та часткове відновлення фільтраційної та реабсорбційної дисфункції.