Введение

По данным Всемирной организации здравоохранения, уровень суицидов значительно возрос за последние десятилетия, что требует внимания к его причинам и последствиям [1]. Суицидальные отравления — один из распространенных методов самоповреждения, и понимание биологических механизмов, которые могут подтолкнуть человека к такому шагу, становится крайне важным.

Химические отравления в научной литературе описаны достаточно подробно, но, тем не менее, и в настоящее время их изучение не потеряло своей актуальности. Особое место среди них занимают суицидальные отравления.

Так, если случайные отравления совершаются, как правило, на фоне неизменённого психоэмоционального состояния, то суицидальным отравлениям обычно предшествует острый или хронический стресс [2, 3, 4, 5]. Суициды в состоянии аффекта наблюдаются, как правило, после острого непродолжительного стресса. В другом случае прием токсиканта возможен после продолжительного психоэмоционального состояния. Согласно учению о стрессе, очевидно, что в первом варианте отравление реализуется в стадию тревоги, а во втором – в стадию истощения стресс-реакции [6, 7].

Общеизвестно, что органы эндокринной системы принимают активное участие в формировании ответной реакции организма на воздействие любого экстремального фактора. Ведущую роль в этом ответе играют надпочечники [8, 9,10,11,12]. Адреналовые железы за счет своей высокой лабильности осуществляют экстренную морфофункциональную перестройку органа. За счет этого происходит активация секреции адаптивных гормонов, которые необходимы для восстановления нарушенного гомеостаза.

Последнее обстоятельство даёт основание предположить, что исходное состояние надпочечников и их адекватный ответ на химическую агрессию в значительной мере могут повлиять как на течение отравления, так и на исход процесса в целом [13].

На основании вышеизложенного была определена цель исследования: изучить изменение структуры надпочечников крыс при моделировании суицидальных отравлений в эксперименте.

Материалы и методы

Экспериментальное исследование выполнено на 135 беспородных крысах самцах, на которых моделировали отравление уксусной кислотой. Используемые в эксперименте модели отравления были максимально приближены к клиническим вариантам суицидальных отравлений у людей. Масса животных составляла 152,0±9,1 г. Животные в эксперименте были распределены на две группы: 1-я группа – 65 крыс (острый стресс с последующей затравкой уксусной кислотой), 2-я группа – 65 крыс (хронический стресс с последующей затравкой уксусной кислотой). Группа интактных животных состояла из 5 особей. Экспериментальная работа выполнена согласно директиве 2010/63/EU Европейского Парламента и Совета Европейского Союза от 22 сентября 2010 года по защите животных, использующихся для научных целей. Перед затравкой животные, согласно группе эксперимента, подвергались воздействию острого (6-часового) или хронического (14-суточного) стресса по методике H.S. Kim et al. [14]. После у 5 животных в каждой группе определяли исходное (преморбидное) состояние надпочечников и содержание гормонов в крови. Остальных животных подвергали затравке уксусной кислотой. Токсикантом для затравки служила 30 %-ная уксусная кислота, которую вводили через катетер в желудок однократно в объеме 0,5 мл.

Наблюдение за содержанием гормонов и морфофункциональным состоянием надпочечников осуществляли на 1-, 3-, 5-, 7-, 10- и 15-е сутки эксперимента (по 10 животных на каждый срок). Эндокринный статус животных оценивали по содержанию в крови кортикостерона и пролактина, определяли содержание гидроперекисей липидов и малонового диальдегида (ГПЛ и МДА) [15].

Определяли массу животных, массу надпочечников, ширину корковой части надпочечников и его зон. Определяли содержание фосфолипидов и гликогена. Вычисляли относительные объемы кровеносных сосудов, паренхимы и стромы, степень поражения коркового вещества и митотическую активность кортикоцитов.

Для обработки результатов исследования использовали компьютерные программы STATISTICA 10.1, Excel, Windows 2010. Выборки данных проверяли на наличие и отсутствие нормального распределения (частотная гистограмма, критерий Шапиро-Уилка). Результаты представлены медианой (Ме) с указанием первого (Q1) и третьего (Q3) квартиля вариационного ряда. Статистическая значимость различий между изучаемыми группами оценена с помощью непараметрического критерия Манна–Уитни. Достоверным считали уровень значимости р <0,05.

Результаты исследования

Материалы эксперимента убедительно продемонстрировали, что преморбидный стресс существенно изменяет морфофункциональное состояние как надпочечников, так и уровень исследуемых гормонов.

Было установлено, что минимальный уровень кортикостерона в крови регистрируется после 14-суточного стресса – 23,8±0,6 нмоль/л, а у животных после острого стресса он был выше в 2 раза – 48,7±0,82 нмоль/л (р <0,05).

Аналогичные результаты выявлены и при определении содержания пролактина, уровень которого у интактных животных составляет 22,4 нмоль/л. Но содержание этого гормона у животных исследуемых групп различается более чем в 4 раза (р < 0,05). Если при 14-суточном стрессе уровень этого гормона был всего 28,4±1,4 нмоль/л, то после кратковременного стресса он отмечался на уровне 116,3±2,7 нмоль/л.

Надпочечники у животных в группах эксперимента различаются как по массе, так и по своему морфофункциональному состоянию. Масса надпочечников у интактных крыс составляет 70,3±2,3 мг. После 6-часового стрессирования их масса увеличивалась на 14 %, тогда как после двухнедельного стресса она напротив уменьшилась на 18 % (р < 0,05).

Нарушения произошли и в гистоструктуре надпочечников. Существенно изменилась толщина коркового вещества. Относительно короткий преморбидный стресс (6 ч) приводит к гипертрофии коркового вещества, толщина которого достигает 764,5±3,9 мкм. Хронический стресс сопровождается снижением его толщины до 664,6±5,3 мкм (табл. 1).

Таблица 1. Толщина коры надпочечников исследуемых групп (мкм) (критерий Манна–Уитни)

Table 1. Thickness of the adrenal cortex of the study groups (μm) (Mann–Whitney test)

Примечание: * – достоверное отличие от показателей животных 1-й группы.

Изменения микроструктуры в железах после острого стрессирования заключаются в следующем: существенно увеличиваются размеры кортикоцитов, более чем в 4 раза снижается их митотическая активность, уменьшается в клетках содержание веществ, необходимых для синтеза глюкокортикоидов. Гипертрофия коркового вещества надпочечников сопровождается изменением стромально-паренхиматозных взаимоотношений. Существенно увеличивается объем сосудистого русла при незначительном уменьшении удельной доли эндокриноцитов.

Более значительные изменения гистоструктуры и эндокринного статуса наблюдаются после хронического стресса в надпочечниках у крыс 2-й группы. Так, содержание исследуемых гормонов у них снижается ниже уровня интактных животных, а уровень ГПЛ и МДА повышается в 2,4 и 1,8 раза соответственно (табл. 2, 3). Масса животных и масса желёз уменьшаются на 10 % и 18 % соответственно. Выраженная гипотрофия коры изменяет её сосудисто-паренхиматозные взаимоотношения: уменьшается доля сосудов, но одновременно увеличивается относительный объём стромы. Размеры кортикоцитов и объём ядер увеличиваются в 4,2 раза, но подавляется их митотическая активность. В клетках снижаются запасы пластического материала. При этом более 5 % кортикоцитов находятся в состоянии некробиоза.

Результаты эксперимента показали, что преморбидные состояния существенно изменили ответную реакцию надпочечников на отравление. Установлено, что наиболее высокий уровень кортикостерона и пролактина при затравке регистрируется после шестичасового стресса. Содержание кортикостерона к концу первых суток увеличивается в 1,25, а пролактина в 3,5 раза.

Таблица 2. Содержание ГПЛ в надпочечниках у исследуемых животных (нмоль/г) (критерий Манна–Уитни)

Table 2. Content of GPL in the adrenal glands of the studied animals (nmol/g) (Mann–Whitney test)

Примечание: * – достоверное отличие от показателей животных 1-й группы.

В тоже время, у животных при отравлении уксусной кислотой после хронического стресса уровень гормонов в течение первых суток сохранялся невысоким. Вероятно, это обусловлено снижением возможностей как стресс-реализующих, так и стресс-лимитирующих систем в преморбидный период. У животных этой группы наблюдается значительная альтерация коркового вещества, о чем свидетельствует высокое содержание продуктов ПОЛ (перекисного окисления липидов). Уровень МДА уже в первые сутки отравления повышается в 2,4 раза (р < 0,05) (табл. 3).

Таблица 3. Содержание МДА в надпочечниках у исследуемых животных (нмоль/г) (критерий Манна–Уитни)

Table 3. MDA content in the adrenal glands of the studied animals (nmol/g) (Mann–Whitney test)

Примечание: * – достоверное отличие от показателей животных 1-й группы.

Также следует отметить и то, что в 1-й группе животных гипертрофия коркового вещества достигает своего пика на 1-е – 3-и сутки отравления, тогда как после хронического стресса она отмечается только на 3-и – 5-е сутки и менее выражена. Причем альтерация паренхимы надпочечников отмечается только у животных 2-й группы. На 1-е сутки объём поражения на уровне 4,7 %, на 5-е сутки процесса достигал 8,3 %.

У животных 1-й группы содержание гликогена в кортикоцитах к 1-м суткам отравления снижается в 1,3 раза, а к 7-м суткам в 4 раза. Но к завершению эксперимента – 15 суткам его количество восстанавливается более чем наполовину.

У животных второй группы к 1-м суткам отравления запасы гликогена в клетках коры сокращаются в 11 раз, а на 3-и сутки гликоген не определятся вовсе. Подобная картина отмечается и по содержанию фосфолипидов.

Обсуждение

Анализ гистологических изменений показал, что тяжесть поражения надпочечников при суицидальных отравлениях ассоциирована с преморбидным состоянием адреналовых желез. Это было показано и ранее на обширном материале в экспериментах. В этой связи выявленный факт, что при отравлениях на фоне хронического стрессирования отмечается не только более выраженная морфофункциональная перестройка надпочечников, о чем свидетельствует изменение гормоногенеза, но и значимые поражения паренхимы органа.

Проецируя результаты проверенного эксперимента на клинические наблюдения суицидальных отравлений, можно отчасти объяснить возникающие различия в клиническом течении отравлений уксусной кислотой, а также в исходах патологического процесса.

Результаты эксперимента ещё раз убедительно показывают, что острый и хронический стрессы оказывают влияние на гипоталамо-гипофиз-надпочечниковую и адренергическую системы организма. Это приводит к изменению выброса стрессорных и стресслимитирующих гормонов, вызывая структурные изменения коры надпочечников. В ходе проведённого эксперимента установлены и существенные различия в исследуемых вариантах отравлений.

Исследование продемонстрировало значительные различия в поражении надпочечников в контексте суицидальных отравлений в зависимости от преморбидного стресса. Реакция коркового вещества надпочечников на кратковременный стресс, предшествующий отравлению, приводит к увеличению выброса глюкокортикоидов и пролактина, что в свою очередь способствует повышению резистентности животных к токсическим веществам. Результаты эксперимента подчеркивают важность учета стереотипных стрессовых реакций при анализе механизмов токсического воздействия и могут иметь значительные клинические и экспериментальные последствия для понимания адаптационных процессов в организме.

Исследования, показали, что хронический стресс в сочетании с отравлением уксусной кислотой ведет к исчерпанию запасов пластического материала в кортикоцитах. Это приводит к снижению синтеза глюкокортикоидов, что существенно снижает резистентность организма к экстремальным факторам, в том числе и токсикантам. В результате наблюдается значительная токсико-стрессорная альтерация коркового вещества надпочечников. По данным работы McEwen BS [16], длительное воздействие стресса вызывает гипертрофию коркового вещества надпочечников, что сопровождается увеличением выброса кортизола. Однако при длительном стрессе наблюдается истощение резервов кортикостероидов, что согласуется с нашими выводами об исчерпании пластического материала в кортикоцитах. Наши данные также согласуются с результатами экспериментов на животных [17], где было показано, что хронический стресс приводит к снижению массы надпочечников на 10-15% и снижению уровня кортизола на 25-30%.

Выводы

Глубина поражения надпочечников при суицидальных отравлениях напрямую ассоциируется с преморбидным стрессовым состоянием. Наибольшие структурные изменения в коре надпочечников отмечаются при сочетании отравления с хроническим преморбидным стрессом: снижение его толщины до 664,6±5,3 мкм, сокращение запасов гликогена в клетках коры в 11 раз, альтерация паренхимы до 8,3%, повышение уровней ГПЛ и МДА (в 2,4 и 1,8 раза соответственно), уменьшение массы животных и желёз на 10 % и 18 %.

При кратковременном стрессе, предшествующему отравлению, масса надпочечников увеличивалась на 14 %, гипертрофия коры надпочечников достигала 764,5±3,9 мкм. Альтерации паренхимы не наблюдалось, снижение уровня гликогена было незначительное. Таким образом, можно заключить, что острый преморбидный стресс, предшествующий суицидальному отравлению, способствует повышению резистентности организма к токсикантам, что и обуславливает незначительные поражения желез.