Как известно, морфологическая диагностика должна основываться на изучении структурных изменений органа, отражающих действие повреждающего фактора.

В этой связи основной задачей морфологических исследований, в том числе и в судебной медицине, является определение новых подходов к точной верификации структурных нарушений, лежащих в основе диагностических критериев, с целью получения необходимых доказательств при решении экспертных задач [1—4].

Это требует не только проведения классического гистологического исследования, но и изучения гисто- и ультраструктур с учетом их количественных изменений путем стереометрии, морфометрии, цитофотометрии, гистохимии, иммуногистохимии, иммуноморфометрии, электронной микроскопии [1—3, 5—17].

Однако на практике традиционная морфологическая диагностика различных заболеваний и механических повреждений до сих пор основывается преимущественно на качественном характере описываемых изменений, без учета количественных морфологических характеристик каждого структурного компонента органа, что не соответствует актуальной задаче повышения достоверности результатов судебно-медицинских исследований [1, 2, 4, 7, 10—13, 18].

В связи с этим представляется необходимой разработка критериев оценки морфологической диагностики с использованием результатов исследования такой структурно-функциональной единицы органа, как гистогематический барьер (ГГБ), изменения которого отражают повреждение и дисфункцию органа, компенсацию нарушенных функций и появление признаков декомпенсации [6, 19—23].

ГГБ (внутренний барьер, гистиоцитарный барьер, гистопаренхиматозный барьер) — это общее название физиологических механизмов, регулирующих обменные процессы между кровью и тканями, тем самым обеспечивая постоянство состава и физико-химических свойств тканевой жидкости, а также задерживающих переход в нее чужеродных веществ из крови.

ГГБ, являясь структурной основой органа или специализированной ткани как биологической системы, состоит из:

— специализированных паренхиматозных клеток;

— стромы, включающей волокнистые структуры с клеточным микроокружением (фиксированными и подвижными клетками регулирующих систем: нервной, эндокринной, иммунной);

— кровеносных и лимфатических сосудов [6, 19, 20, 22—26].

Наиболее важным в современных представлениях о ГГБ является признание многокомпонентности его структурной организации и пространственной неоднородности. Иначе говоря, каждый из образующих эту биологическую систему компонентов имеет свои структурные особенности и обладает своим диапазоном перестроек как в условиях динамического равновесия, именуемого нормой или гомеостазом, так и при повреждениях [6, 19—23, 27—29].

ГГБ является единым структурно-функциональным комплексом, обеспечивающим пространственный градиент в количестве и в качестве поступающей информации. При этом специализированная функция органа как биологической системы обеспечивается содружественной реакцией всех без исключения компонентов, входящих в ГГБ [6, 20, 21, 29—31].

Именно в такой кооперации, являясь обязательным элементом (подсистемой), ГГБ принимает активное участие в ликвидации возникающих повреждений органов как экзогенного, так и эндогенного характера, поддерживая сохранность и равновесность биологической системы в требуемых физиологических пределах.

Следовательно, функциональная недостаточность как результат повреждения любого органа или биологической системы является исходом десинхронизации и поломки структурной организации их ГГБ.

В зависимости от роли в общем гомеостазе и ответной реакции органа на повреждения ГГБ бывают полными или неполными(см. схему).

Полные ГГБ состоят из пяти компонентов. Они встречаются в коже и слизистых оболочках большинства органов, формируя между кровью и органами сложную систему защитных сооружений из комплекса клеток и тканевых структур, ответственных не только за специфические функции биологической системы, но и за сохранность структурной целостности органа [6, 19, 21].

В то же время известно, что некоторые биологические системы в процессе своей эволюции постепенно усложняются и переходят на более высокий уровень развития, обеспечивающий им способность к адаптации при часто меняющихся условиях внешней и внутренней среды организма [6, 19, 21, 28, 32—36].

Этот процесс сопровождается максимальным упрощением строения их ГГБ путем сложной перестройки и редукции (исчезновения) его отдельных компонентов с формированием так называемых неполных (двух- и трехкомпонентных) ГГБ (см. схему).

Наиболее типичные «неполные» (двух- или трехкомпонентные) ГГБ наблюдаются в легких, печени и почках. ГГБ с такой упрощенной структурной организацией обеспечивает органу быстроту обменных процессов, маневренность при повреждениях и высочайший уровень функционального напряжения [6, 19, 21].

Тем не менее, такая «капитальная» реорганизация органа приводит не только к резкому снижению компенсаторных возможностей и структурной надежности биологической системы, но и к уязвимости ее ГГБ в условиях развития повреждений [6, 30, 37, 38].

Поэтому в зависимости от характера повреждающего фактора (отравление, черепно-мозговая травма и др.) такие малоустойчивые ГГБ приводят либо к быстрому одномоментному распаду всего органа, либо к необратимому и прогрессирующему выходу из строя различных компонентов органа. Оставшиеся элементы органа переходят в режим автономного функционирования, который не покрывает компенсаторные потребности организма. В условиях текущей острой или хронической интоксикации(наркотической, лекарственной, алкогольной и др.) это приводит к каскадному процессу распада биологической системы с развитием синдрома органной или полиорганной недостаточности [6, 32, 37—41].

Понимание общих закономерностей структурно-функциональной организации органов особенно важно для морфологической диагностики отравлений, давности и прижизненности повреждений, при выявлении механизмов компенсаторной перестройки органов, обладающих неполным ГГБ.

Согласно строению ГГБ как биологической системы, каждый орган имеет свой вариант межтканевой организации, обеспечивающий ему выполнение им специфических, защитных и компенсаторно-приспособительных функций [6, 19, 21, 39, 40].

В этой связи изучение изменений каждого компонента ГГБ с учетом динамики его функциональной активности поможет выявить и интерпретировать патоморфологические признаки в таких сложных случаях, как доказательство утопления в морской воде, определение танатогенетических механизмов внезапной смерти, верификация непосредственных причин смерти в случаях ожоговой и травматической болезни, смертельного поражения техническим электрическим током (когда отсутствуют электрометки), диагностика внутристволовых кровоизлияний, определение критериев давности и характера острых, подострых и хронических гематом при ЧМТ и т.д.

Биологический смысл организации различных по строению ГГБ заключается в эффективности механизмов запуска экстренной адаптации к резкому изменению свойств внешней среды, в результате которого происходит активация всех или оставшихся неповрежденными мобильных компонентов ГГБ повреждаемого органа.

Как показали многочисленные исследования, неполные ГГБ являются критической мишенью для большинства ксенобиотиков и ареной развертывания ответной реакции при острых и хронических отравлениях главным образом благодаря простоте (упрощенности) их конструкции [5, 20, 27, 29, 38, 39, 41—52].

При этом патологический фактор, вызывая повреждения на уровне отдельных сосудисто-тканевых компонентов ГГБ, приводит к десинхронизации работы и регулирующей роли биологической системы в пораженных отделах органа. Возникает несоответствие между компенсаторными способностями органа и разрушительными воздействиями патологического процесса, ведущее к напряжению и поломке всех компонентов ГГБ, закономерному переходу патологического процесса на остальные отделы органа и развитию паренхиматозно-стромальной дезинтеграции [37, 39, 40].

Следует отметить, что именно начиная с процесса дезинтеграции паренхиматозно-стромального комплекса появляется особая восприимчивость органов, обладающих неполным (трех- и двухкомпонентным) ГГБ (легкие, печень, почки, головной мозг), к ксенобиотикам, токсическим воздействиям, лекарственным препаратам и их комбинациям [29, 32, 37, 43, 46, 52, 53].

В отношении почек такая уязвимость ГГБ отчетливо проявляется и при воздействии химических веществ, способных приводить к манифестации и модулировать те или иные патологические процессы почек. При этом слабо метаболизирующие химические вещества абсорбируются и распределяются в отдельных компонентах ГГБ нефронов в соответствии с их физико-химическими свойствами, а затем или подвергаются постепенной утилизации, вызывая токсическое повреждение структурных элементов почек, или «складируются», обильно «засоряя» гломерулярный фильтр [45—47, 49, 50, 53].

Некоторые химические и биологически активные вещества быстро метаболизирутся в организме и приводят к образованию в большом количестве токсичных промежуточных продуктов-метаболитов, вызывающих повреждения компонентов ГГБ, которые, как правило, микроскопически не обнаруживаются или перекрываются другими морфологическими процессами [46, 49, 51—54].

Кумулятивные эффекты продолжительной или повторной экспозиции токсичных повреждающих веществ в компонентах ГГБ значительно извращают процессы утилизации и компенсаторные возможности органа и тем самым приводят к грубым структурным деформациям биологической системы.

Это приводит к нарушению основного принципа конструкции ГГБ — кооперативного взаимодействия всех компонентов в условиях кратковременного или постоянного действия повреждающего фактора. В свою очередь, нарушение корпоративных связей между компонентами ГГБ приводит к вынужденному самостоятельному автономному функционированию структур ГГБ органа и, как правило, к снижению надежности биологической системы в условиях развития повреждения [6, 30].

Гистологическая картина такой автономной перестройки компонентов ГГБ в ответ на повреждающее воздействие может проявляться широким диапазоном минимальных, пролиферативных, очаговых, диффузных или выраженных склеротических изменений, лежащих в основе патоморфологических признаков отравлений, травматического воздействия и др. При этом выраженность морфологических изменений того или иного компонента ГГБ в каждом конкретном случае будет отражать не только несостоятельность остальных компонентов, но и процессы извращения его компенсаторно-приспособительных реакций в биологической системе в целом, гистологические проявления которых обнаруживаются на более поздних стадиях деградации структурной организации и развития органной недостаточности.

Значимость ГГБ как критерия морфологической оценки биологической системы особенно заметна в системе органов детоксикации почка—печень—легкие.

Структурная организация почек, печени и легких характеризуется не только однотипностью строения их ГГБ, но и наличием, вероятно, тонких механизмов связи между ними, нарушение которых даже со стороны одного из органов ведет к неуклонному развитию несостоятельности других органов системы с последующим формированием устойчивого симптомокомплекса, именуемого синдромом полиорганной недостаточности. Клинико-морфологические проявления этого синдрома обусловлены постепенным выходом из строя различных структур ГГБ почек, печени, легких, ответственных за механизмы детоксикации, всасывания, распределения, метаболизма и выведения из организма различных веществ.

Это свидетельствует о значимости одновременного учета морфологических изменений ГГБ почек, печени и легких при диагностике повреждений экзогенного характера, особенно при изучении одного из сложнейших и наименее разработанных вопросов — проблемы диагностики комбинированных отравлений.

Исследование печени и легких на стадиях манифестации и терминальных проявлений синдрома полиорганной недостаточности показало, что при имевшихся нарушениях метаболизма клеток этих органов одновременно наблюдались глубокие изменения структурных компонентов ГГБ почек [15, 23, 51, 54—57].

Это дает основание предполагать существование единого патогенетического механизма поражения ГГБ легких, печени, почек, запускаемого в разной мере при поражении ГГБ каждого из них в отдельности, а также допускать, что, вероятно, в системе почки—печень—легкие существует иерархическая соподчиненность органов.

Подтверждением может служить тот факт, что несостоятельность, разрушение, а затем полная поломка конструкции ГГБ одного из органов детоксикации (например, почки) влечет за собой разрушение всей системы органов детоксикации с вовлечением в процесс печени и легких, а затем и других жизненно важных органов, что особенно проявляется при острых экзогенных отравлениях, шоковых состояниях различного генеза, ДВС-синдроме и т.д. [7, 17, 31, 58, 59].

Можно предполагать, что при острых событиях, сопровождающихся жестким прессингом экзо- и эндогенных воздействий, включая опосредованное и прямое разрушающее действие, вероятно, сначала происходит постепенное разрушение компонентов ГГБ и развитие несостоятельности органов детоксикации как пускового звена в системе почки—печень—легкие, а затем лавинообразное перемещение разрушений на другие органы как на менее устойчивые в структурном отношении биологические системы.

В итоге обилие структурных поражений в системе почки—печень—легкие приводит к резкому снижению функций этих биологических систем, распаду системы детоксикации в целом с развитием синдрома полиорганной недостаточности.

Согласно адаптационно-регуляторной теории, информация, которую органы получают друг от друга в пределах незамкнутых термодинамических систем, к которым относится и система почки—печень—легкие, обеспечивается согласованной деятельностью всех органов, благодаря интеграции сигналов обратной связи в структурных компонентах их ГГБ.

Следовательно, уровень восстановительной активности биологической системы в условиях патологии (действия повреждающего фактора) определяется способностью ее ГГБ функционировать и обеспечивать друг друга обратной связью в двух режимах: компенсационному и слежения.

Компенсационный режим должен обеспечивать быструю корректировку рассогласовывания реального (нарушенного) и оптимального (нормального) состояния ГГБ биологических систем при внезапно возникающих острых событиях (стресс, шок, острое повреждающее воздействие и т.д.), тогда как режим слежения осуществляется по заранее заданным программам, контролируя соответствие параметров деятельности различных компонентов ГГБ органа.

Иначе говоря, при повреждающем воздействии происходит «дезинформация» и/или «дезинтеграция» режимов обратной связи в компонентах ГГБ биологической системы. Это приводит к снижению приспособительных и восстановительных возможностей ГГБ и структурно-функциональной дезорганизации органа как биологической системы, так как она включает компенсаторный режим уже после того, как произошло рассогласование, или дезинтеграция режимов компенсации и слежения.

Таким образом, в основе особенностей течения любого заболевания и механического повреждения лежат конкретные морфологические формы изменения ГГБ органа, учет которых как морфологического критерия необходим для решения диагностических судебно-медицинских вопросов. В связи с этим при описании морфологических изменений представляется правильным учет повреждений всех компонентов ГГБ, образующих биологическую систему в целом, поскольку повреждение структурно-функциональной единицы (ГГБ) органа при любом типе травмы — это прежде всего изменение его пространственной организации, которое в свою очередь является гистологическим критерием (эквивалентом) имеющегося повреждения.

Каждый орган является сложной биологической системой, состоящей из многочисленных структурных подуровней (подсистем), являющихся основными компонентами его ГГБ.

Все компоненты ГГБ органа, являясь специфичными по своим структурно-функциональным характеристикам, находятся в определенных взаимоотношениях друг с другом.

Основные свойства ГГБ органа отражают диапазон возможных колебаний его структуры и функции. В этой связи все то, что называется повреждением, может являться вариантом приспособительного процесса, возможного благодаря устойчивости и целостному функционированию ГГБ органа как биологической системы.

Структурно-функциональная деградация (распад) компонентов ГГБ наблюдается не только при сверхсильных «запороговых» или острых воздействиях, но и при скрытых «нижепороговых» хронических интоксикациях и заболеваниях, сопровождающихся быстрым, молниеносным или медленным персистирующим разрушением структурной организации органа.

Приведенный подход к проблеме морфологической диагностики позволит правильно оценивать возникающие морфологические изменения ГГБ органа при патологии, разрабатывать критерии оценки различных вариантов танатогенеза, а также создавать на основе системного анализа комплексную математическую модель различных вариантов заболеваний и механических повреждений.