Сайт издательства «Медиа Сфера»
содержит материалы, предназначенные исключительно для работников здравоохранения. Закрывая это сообщение, Вы подтверждаете, что являетесь дипломированным медицинским работником или студентом медицинского образовательного учреждения.

Романова О.Л.

ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов»;
НИИ морфологии человека им. акад. А.П. Авцына ФГБНУ «Российский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского»

Благонравов М.Л.

ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов»

Джуваляков П.Г.

ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов»;
НИИ морфологии человека им. акад. А.П. Авцына ФГБНУ «Российский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского»

Торшин В.И.

ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов»

Баринов Е.Х.

ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов»;
ФГБОУ ВО «Московский государственный медико-стоматологический университет им. А.И. Евдокимова» Минздрава России

Ершов А.В.

НИИ общей реаниматологии имени В.А. Неговского ФГБНУ «Федеральный научно-клинический центр реаниматологии и реабилитологии»;
ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова» Минздрава России (Сеченовский Университет)

Кислов М.А.

ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России

Оценка гистологических изменений легких и экспрессии Bax и Bcl-2 в бронхиальном эпителии, альвеолоцитах 1-го типа и нейтрофилах крыс при отравлении баклофеном

Авторы:

Романова О.Л., Благонравов М.Л., Джуваляков П.Г., Торшин В.И., Баринов Е.Х., Ершов А.В., Кислов М.А.

Подробнее об авторах

Просмотров: 292

Загрузок: 8


Как цитировать:

Романова О.Л., Благонравов М.Л., Джуваляков П.Г., Торшин В.И., Баринов Е.Х., Ершов А.В., Кислов М.А. Оценка гистологических изменений легких и экспрессии Bax и Bcl-2 в бронхиальном эпителии, альвеолоцитах 1-го типа и нейтрофилах крыс при отравлении баклофеном. Судебно-медицинская экспертиза. 2024;67(5):36‑41.
Romanova OL, Blagonravov ML, Dzhuvalyakov PG, Torshin VI, Barinov EKh, Ershov AV, Kislov MA. Assessment of histological changes in the lungs and Bax and Bcl-2 expression in bronchial epithelium, alveolar type 1 cells and neutrophils of rats in poisoning with baclofen. Forensic Medical Expertise. 2024;67(5):36‑41. (In Russ.)
https://doi.org/10.17116/sudmed20246705136

Рекомендуем статьи по данной теме:
Осо­бен­нос­ти пов­реж­де­ния лег­ких при от­рав­ле­нии бак­ло­фе­ном. Су­деб­но-ме­ди­цин­ская эк­спер­ти­за. 2024;(1):29-33
Скле­ро­зи­ру­ющий му­ко­эпи­дер­мо­ид­ный рак щи­то­вид­ной же­ле­зы с эози­но­фи­ли­ей стро­мы. Ар­хив па­то­ло­гии. 2023;(6):47-51
Ци­то­ток­си­чес­кая ак­тив­ность фе­на­зи­но­вых со­еди­не­ний Pseudomonas chlo­roraphis subsp. aura­ntiaca в от­но­ше­нии куль­ту­ры кле­ток HeLa. Мо­ле­ку­ляр­ная ге­не­ти­ка, мик­ро­би­оло­гия и ви­ру­со­ло­гия. 2023;(4):3-9
Эн­дос­ко­пи­чес­кая му­ко­зэк­то­мия с дис­сек­ци­ей в под­сли­зис­том слое в прак­ти­ке ко­лоп­рок­то­ло­ги­чес­ко­го ста­ци­она­ра. Пер­вые ре­зуль­та­ты: од­но­цен­тро­вый опыт. Эн­дос­ко­пи­чес­кая хи­рур­гия. 2023;(6):52-61
Гис­то­ло­гия лег­ких пло­да на раз­ных сро­ках бе­ре­мен­нос­ти. Ар­хив па­то­ло­гии. 2024;(1):65-71
Вли­яние зна­че­ний ме­та­бо­ли­тов ок­си­да азо­та и мар­ке­ров апоп­то­за на фор­ми­ро­ва­ние рес­те­но­за зо­ны ре­конструк­ции пос­ле гиб­рид­ных вме­ша­тельств. Кар­ди­оло­гия и сер­деч­но-со­су­дис­тая хи­рур­гия. 2024;(1):14-21
Уро­вень мар­ке­ров апоп­то­за тром­бо­ци­тов при ан­ти­ко­агу­лян­тной те­ра­пии на фо­не ин­фек­ции COVID-19. Кар­ди­оло­гия и сер­деч­но-со­су­дис­тая хи­рур­гия. 2024;(2):194-203
Эпи­де­ми­оло­гия ос­трых от­рав­ле­ний в пе­ди­ат­ри­чес­кой прак­ти­ке. Анес­те­зи­оло­гия и ре­ани­ма­то­ло­гия. 2024;(2):58-66
Па­то­ге­не­ти­чес­кие ос­но­вы раз­ви­тия ат­ро­фии зри­тель­но­го нер­ва при ток­си­чес­ком по­ра­же­нии ме­та­но­лом. Вес­тник оф­таль­мо­ло­гии. 2024;(2):91-96
Ин­тра­те­каль­ная бак­ло­фе­но­вая те­ра­пия: 30 лет при­ме­не­ния. Жур­нал «Воп­ро­сы ней­ро­хи­рур­гии» име­ни Н.Н. Бур­ден­ко. 2024;(3):96-102

Введение

Отравления остаются одной из главных причин насильственной смерти [1, 2]. В настоящее время отмечается большое число отравлений миорелаксантом баклофен (торговые названия Баклосан, Лиорезал). Этот препарат — бета-р-хлорфенильное производное гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК), имеющее химическое сходство с производными гамма-оксимасляной кислоты: аминалоном и фенибутом. От фенибута препарат отличается наличием атома хлора в пара-положении фенильного ядра [3—5].

Механизм действия баклофена до сих пор изучен недостаточно. Известно, что этот препарат вызывает угнетение моносинаптических и полисинаптических рефлексов, снижает активность гамма-мотонейронов, чем и объясняется его миорелаксирующий эффект. Баклофен угнетает рефлекторные коллатерали, связывающие альфа-1-нервные волокна мышц и альфа-мотонейроны эфферентной части гамма-петли, что приводит к снижению выраженности мышечных спазмов. Препарат является селективным агонистом ГАМКб-рецепторов, стимуляция которых приводит к снижению выделения глутамата и аспартата, играющих важную роль в развитии спазма.

Баклофен быстро и полностью абсорбируется в желудочно-кишечном тракте с биодоступностью 70—80%. Его максимальная концентрация в плазме (0,3—0,6 мкг/мл) достигается примерно через 3 ч после перорального введения, а его основного метаболита (бета-[p-хлорфенил])-гамма-гидроксимасляная кислота) — примерно через 4,5 ч (менее 0,2 мкг/мл) [4, 5].

В экспериментах на животных было показано, что баклофен легко проникает во внутренние органы, например печень и почки, и медленно выводится из головного мозга и других структур нервной системы [6—8].

Показаниями к применению баклофена в пероральной форме являются рассеянный склероз с сильными мышечными судорогами, заболевания спинного мозга различного генеза, включая опухоли, инфекционные заболевания, травмы, острые нарушения мозгового кровообращения и менингит [3, 4]. Баклофен обладает выраженным обезболивающим действием [7, 8]. Препарат противопоказан при спазмах мышц, возникающих из-за ревматологических заболеваний. Если баклофен в пероральной форме недоступен или неэффективен, используют интратекальную форму [3, 4]. Были проведены исследования, в которых изучалась эффективность баклофена при лечении алкоголизма [9—11]. Авторы сделали вывод о необходимости дальнейших исследований на большей выборке пациентов для подтверждения его эффективности при лечении алкоголизма [9].

Баклофен обладает выраженным психоактивным эффектом и часто используется наркозависимыми людьми преимущественно молодого возраста [4]. При подозрении на отравление баклофеном необходима дифференциальная диагностика для определения оптимальных реабилитационных мероприятий. Понимание процессов, происходящих в организме на разных стадиях такого отравления, помогает своевременно оказывать помощь этой категории пациентов. В случае смертельного исхода важно выявить непосредственную причину смерти [12].

Морфологические изменения в легких при введении баклофена изучены недостаточно [3]. Тем не менее выявление структурных изменений, возникающих в легких, и изучение процессов, их вызывающих, является важным условием разработки эффективных лечебных мероприятий и будет полезно при установлении непосредственной причины смерти.

На современном этапе развития науки большое значение для решения многих задач имеет метод иммуногистохимии (ИГХ) [13]. Известно, что при его применении возможно установить точную локализацию в тканях разных клеток, их рецепторов, ферментов, иммуноглобулинов, компонентов клеточного цитоскелета (сократительные и промежуточные филаменты), а также отдельных генов. Патохимические мишени при различных отравлениях находятся на молекулярном уровне, а метод ИГХ дает возможность визуализировать происходящие процессы.

Гены Bax и Bcl-2 кодируют гомологичные белки, оказывающие противоположные эффекты на жизнедеятельность клетки. Bcl-2 пролонгирует выживание клеток, а Bax, наоборот, ускоряет апоптоз [14]. Было высказано предположение, что соотношение белков Bcl-2 и Bax может указывать на способность клетки к апоптозу. В 5`-UTR-области ген BAX содержит р53-респонсивный элемент, который, будучи помещен в векторе перед репортерным геном, значительно усиливает его транскрипцию [15]. Модель, построенная на основе этих данных, позволяет высказать предположение, что повышение активности p53 ДНК-повреждающими или какими-либо другими агентами может повышать восприимчивость клеток к сигналам входа в апоптоз через опосредованное p53 влияние на экспрессию генов Bax и Bcl-2. Такие p53-опосредованные изменения экспрессии генов Bax и Bcl-2 могут изменять соотношение белков Bax и Bcl-2, тем самым переводя клетку в состояние повышенной готовности к апоптозу.

Цель работы — изучение гистологических изменений в легких крыс, оценка их динамики и определение экспрессии генов Bax и Bcl-2 в эпителии бронхов, альвеолоцитах 1-го типа и в нейтрофилах в разные сроки после введения баклофена.

Материал и методы

Эксперименты проводили на 20 половозрелых (в возрасте 20 нед) крысах-самцах линии Wistar массой 290—350 г. Животных распределили на 4 группы (по 5 крыс в каждой). Эксперименты проводили в соответствии с требованиями Директивы 2010/63/EU Европейского парламента и Совета Европейского союза по охране животных, используемых в научных целях [16]. Баклофен в дозе 85 мг/кг и комбинацию препарата вводили животным под общим наркозом (хлоролаза) через назогастральный зонд.

Выделили следующие группы животных:

— контрольная группа — животные, не получавшие баклофен;

— 1-я группа — животные, получавшие баклофен в дозе 85 мг/кг, длительность эксперимента составила 3 ч (время достижения максимальной концентрации препарата в крови);

— 2-я группа — животные, получавшие баклофен в дозе 85 мг/кг, длительность эксперимента — 4,5 ч (период полувыведения препарата и время достижения в крови максимальной концентрации основного метаболита препарата — бета-[p-хлорфенил])-гамма-гидроксимасляной кислоты);

— 3-я группа— животные, получавшие баклофен в дозе 85 мг/кг, длительность — 24 ч.

После введения баклофена крыс выводили из наркоза и оставляли в виварии со свободным доступом к воде, но без пищи. Через 3, 4,5 и 24 ч животных выводили из эксперимента путем смещения шейных позвонков под наркозом (хлоралгидрат). Грудную полость вскрывали, легкие извлекали, помещали в 10% нейтральный формалин, а затем заключали в парафин. Готовили срезы легких толщиной 5 мкм, наносили на предметные стекла, окраску гематоксилином и эозином проводили по общепринятой методике.

Наличие или отсутствие того или иного гистологического признака устанавливали, используя критерий Фишера. Наличие признака считали статистически значимым, если он появлялся в 4 или 5 случаях и не появлялся ни в одном случае.

ИГХ-окрашивание осуществляли с использованием кроличьих поликлональных антител против крысиного антигена Bcl-2 (AF6139) и Bax (AF0120), использовали систему детекции ab64261 — Rabbit Specific HRP/DAB (Abcam). Закрепленный формалином и залитый парафином участок легких депарафинизировали и регидратировали, добавляли достаточное количество перекиси водорода (по каплям), чтобы покрыть срезы, выдерживали в течение 10 мин, а затем дважды промывали в буфере, наносили несколько капель раствора для блокировки неспецифического связывания антител и инкубировали в течение 10 мин при комнатной температуре. Далее образцы промывали 1 раз в буфере, наносили первичные кроличьи поликлональные антитела против крысиного Bcl-2 (AF6139) и Bax (AF0120), инкубировали в течение 10 мин, промывали 4 раза в буфере, а затем наносили достаточное количество биотинилированных козьих поливалентных антител, чтобы покрыть срезы тканей, инкубировали в течение 10 мин при комнатной температуре, промывали 4 раза в буфере. Далее наносили стрептавидинпероксидазу и инкубировали в течение 10 мин при комнатной температуре, промывали 4 раза в буфере; добавляли 30 мкл (1 каплю) хромогена DAB к 1,5 мл (50 капель) субстрата DAB, перемешивали и наносили на образцы. Выдерживали в течение 5 мин, промывали 4 раза в буфере. Потом наносили гематоксилин Майера, обезвоживали и покрывали стеклом.

Оценивали выраженность экспрессии Bax и Bcl-2 в бронхиальном эпителии, альвеолоцитах 1-го типа и нейтрофилах («−» — экспрессия отсутствует; «+» — экспрессия слабо выражена; «++» — экспрессия умеренно выражена»; «+++» — экспрессия сильно выражена).

Полученные препараты изучали при увеличении ·100, ·200 и ·400. Использовали микроскоп Nikon E-400 с видеосистемой на основе камеры Watec 221S.

Данные, полученные при исследовании препаратов, окрашенных гематоксилином и эозином, согласовались с данными, полученными в исследовании, проведенном ранее [17]. В легких животных группы контроля патологических изменений не отмечали. После введения баклофена в легких экспериментальных животных наблюдали развитие комплекса патологических изменений, включавших в себя нарушения кровообращения (полнокровие венул, капилляров, кровоизлияния в межальвеолярные перегородки (МАП), в альвеолы, сладж), появление участков эмфиземы, чередующихся с участками дистелектазов, развитие клеточной реакции (скопление сегментоядерных лейкоцитов на территории МАП, утолщение МАП за счет отека и инфильтрации лейкоцитами). Наибольшей выраженности указанные патологические изменения достигали к 24-му часу (например, кровоизлияния в альвеолы наблюдали только через 24 ч после введения баклофена.

При проведении ИГХ-исследования бронхиального эпителия крыс группы контроля отмечали, что экспрессия Bax была слабо выражена (+), что свидетельствует о низком уровне апоптоза; экспрессия Bcl-2 была также слабо выражена (+). Экспрессия Bax и Bcl-2 в альвеолоцитах 1-го типа и нейтрофилах также была слабой (+) (рис. 1 на цв. вклейке).

Рис. 1. Легкое крысы группы контроля.

Слабая экспрессия Bax в бронхиальном эпителии и альвеолоцитах 1-го типа (ув. 200).

При проведении ИГХ-исследования бронхиального эпителия и альвеолоцитов 1-го типа крыс 1-й группы (баклофен, 3 ч) экспрессия Bax была сильно выражена (+++), а экспрессия Bcl-2 была умерено выражена (++) (рис. 2 на цв. вклейке). Экспрессия Bax и Bcl-2 в нейтрофилах также была умеренной (++).

Рис. 2. Легкое крысы 1-й группы (баклофен, 3 ч).

Умеренная экспрессия Bcl-2 в бронхиальном эпителии и альвеолоцитах 1-го типа (ув. 200.)

В бронхиальном эпителии и альвеолоцитах 1-го типа животных 2-й группы (баклофен, 4,5 ч) экспрессия Bax была сильно выражена (+++) (рис. 3 на цв. вклейке), что свидетельствует о высоком уровне апоптоза; экспрессия Bcl-2 также была сильно выражена (+++). В нейтрофилах экспрессия Bax была умеренной (++), а Bcl-2 — сильно выраженной (+++).

Рис. 3. Легкое крысы 2-й группы (баклофен, 4,5 ч).

Сильная экспрессия Bax в бронхиальном эпителии и альвеолоцитах 1-го типа (ув. 200).

Экспрессия Bax в бронхиальном эпителии и альвеолоцитах 1-го типа у животных 3-й группы (баклофен, 24 ч) была умерено выражена (++), что свидетельствует об умеренном уровне апоптоза. Экспрессия Bcl-2 в бронхиальном эпителии и альвеолоцитах 1-го типа в этой группе была сильно выражена (+++) (рис. 4 на цв. вклейке). Экспрессия Bax в нейтрофилах была слабой (+), а Bcl-2 — сильно выраженной (+++).

Рис. 4. Легкое крысы 3-й группы (баклофен, 24 ч).

Сильная экспрессия Bcl-2 в бронхиальном эпителии (ув. 100).

Результаты проведенного ИГХ-исследования приведены в таблице.

Результаты ИГХ-исследования легких крыс

Параметр

Контроль

1-я группа

(баклофен, 3 ч)

2-я группа

(баклофен, 4,5 ч)

3-я группа

(баклофен, 24 ч.)

Экспрессия

Bax

Bcl-2

Bax

Bcl-2

Bax

Bcl-2

Bax

Bcl-2

Бронхиальный эпителий

+

+

+++

++

+++

+++

++

+++

Альвеолоциты 1-го типа

+

+

+++

++

+++

+++

++

+++

Нейтрофилы

+

+

++

++

++

+++

+

+++

Обсуждение

Наиболее ранними гистологическими изменениями, выявленными в легких после введения баклофена, являлись расстройства микроциркуляции: полнокровие вен, артерий, капилляров; кровоизлияния в МАП, альвеолы, сладж-феномен.

Баклофен — селективный агонист ГАМКb-рецепторов. Он действует на уровне спинного мозга и угнетает моносинаптические и полисинаптические рефлексы, снижая активность гамма-мотонейронов. При введении баклофена отмечают снижение тонуса скелетных мышц, включая межреберные. Их чрезмерное расслабление приводит к затруднению дыхания с последующим развитием гипоксии. Являясь селективным агонистом ГАМКb-рецепторов, баклофен в высоких дозах вызывает стимуляцию и ГАМКa-рецепторов. В результате этого происходит сокращение гладкой мускулатуры бронхов и бронхиол, развивается спазм и затруднения дыхания, что также приводит к увеличению сосудисто-тканевой проницаемости [18, 19].

У животных экспериментальных групп (1—3-я) отмечали деформацию бронхов. В легких участки ателектаза и дистелектаза чередовались с участками эмфиземы. Эти изменения усугубляют гипоксию и способствуют повышению проницаемости сосудов микроциркуляторного русла, что, в свою очередь, приводит к развитию интерстициального и интраальвеолярного отека, что наблюдали в экспериментальных группах.

Одним из ранних признаков повреждения легких является также увеличение содержания сегментоядерных лейкоцитов и макрофагов в капиллярах, венулах, периваскулярной соединительной ткани, а также на территории МАП.

Семейство генов Bcl-2 регулирует апоптоз [20]. Гены Bax и Bcl-2 кодируют гомологичные белки, которые оказывают противоположное влияние на активность клеток. В то время как Bcl-2 пролонгирует выживание клеток, Bax ускоряет апоптоз. Проведенное исследование подтвердило, что клетки бронхиального эпителия, альвеолоциты 1-го типа и нейтрофилы экспрессируют Bcl-2 (слабая экспрессия) и Bax (слабая экспрессия). Это позволяет предположить, что экспрессия Bcl-2 и Bax может регулировать апоптоз в физиологическом состоянии. Через 3 ч после введения баклофена отмечали сильную экспрессию Bax (+++) и умеренную экспрессию Bcl-2 (++) в клетках бронхиального эпителия и альвеолоцитах 1-го типа. Полученные данные позволяют высказать предположение, что повышенная экспрессия Bax способствует апоптозу в очаге поражения. Через 4,5 ч после введения баклофена экспрессия Bax и Bcl-2 в бронхиальном эпителии и альвеолоцитах 1-го типа была сильной (+++). Через 24 ч после введения баклофена экспрессия Bax в бронхиальном эпителии и альвеолоцитах 1-го типа была умеренной (++), а экспрессия Bcl-2 — сильной (+++), что, возможно, отражает процесс регенерации.

Заключение

После введения баклофена в легких экспериментальных животных развивается комплекс патологических реакций, включающих в себя расстройства кровообращения (венулярное и капиллярное полнокровие, кровоизлияния в МАП, альвеолы, сладж), появление участков эмфиземы, чередующихся с ателектазами и дистелектазами. В условиях нарастающей гипоксии увеличивается сосудисто-тканевая проницаемость и развивается отек. Комплекс патологических изменений в легких, выявленный по результатам настоящего исследования, имел определенную динамику. Данные о морфологических изменениях в легких в совокупности с результатами химического исследования могут быть использованы для диагностики отравлений баклофеном и для установления времени, прошедшего с момента введения этого препарата.

Результаты, полученные в ходе проведенного ИГХ-исследования, позволяют предположить участие апоптоза в развитии поражения бронхиального эпителия и альвеолоцитах 1-го типа. Кроме того, экспрессия Bcl-2 в эпителиальных клетках может играть определенную роль в процессе его регенерации.

Исследование было проведено на средства государственного задания №122032100086-3.

The study was carried out at the expense of the state task No. 122032100086-3.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо со ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail



Мы используем файлы cооkies для улучшения работы сайта. Оставаясь на нашем сайте, вы соглашаетесь с условиями использования файлов cооkies. Чтобы ознакомиться с нашими Положениями о конфиденциальности и об использовании файлов cookie, нажмите здесь.