Механизмы лечебно-профилактического действия нативных и модифицированных наночастицами серебра минеральных вод при эксперименальном токсико-химическом поражении печени диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук по

Козлова Виктория Вячеславовна

14.03.11 – восстановительная медицина, спортивная медицина, лечебная физкультура, курортология и физиотерапия

Доктор биологнических наук, профессор В.К.Фролков

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………..…………………………………………………4

СОКРАЩЕНИЯ……………………………………………………………….10

Глава 1 Основные принципы коррекции метаболических нарушений при токсических поражениях печени…………………………………………….12

1.1..Этиопатогенетические особенности влияния токсикантов различной природы на функциональное состояние печени……………………………12

1.2. Печень - центральный орган метаболического обеспечения процессов жизнедеятельности……………………………………………………………24

1.3. Методы лечения заболеваний печени. Теоретические и практические принципы восстановительной медицины в отношении неинфекционных заболеваний печени (токсического гепатита)……………………………….31

1.4. Механизмы лечебного действия минеральных вод……………………37

1.5. Теоретические и практическое вопросы модификации состава минеральных вод с целью повышения их биологического потенциала……..47

1.6. Наночастицы серебра как новый физический фактор воздействия-биологические свойства, возможности применения в медицине………….52

Глава 2 Материалы и методы исследования………………………………..62

2.1. Объекты исследования…………………………………………………...62

2.2. Методы исследования……………………………………………………64

2.3. Моделирование токсико-химических поражений печени……………. 67

2.4. Методы воздействия…………………………………………………….. 70

2.5. Дизайн исследования……………………………………………….........71

2.6. Статистический анализ результатов исследования…………………… 73

Глава 3 Формирование пато- и саногенетических рпеакций при моделировании токсических поражений печени различного генеза……...74

3.1. Подострые токсико-химические поражения печени…………………. 75

3.2. Хронические токсико-химические поражения печени………………. 92

Глава 4. Механизмы влияния минеральных вод (нативных и обогащенных наночастицами серебра) на различные функциональные системы у здоровых животных…………………………………………………………………….105

4.1.1. Однократное воздействие…………………………………………… 105

4.1.2.Курсовой прием……………………………………………………… 115

Глава 5. Профилактические эффекты нативных минеральных вод и их моди-фикаций наночастицами серебра при токсическом поражении печени…128

Глава 6. Механизмы реализации лечебного действия нативных минеральных вод и их модификаций наночастицами серебра при токсическом поражении печени…………………………………….…………………………………...153

6.1. Подострое токсическое поражение печени……………………………154

6.2. Хроническое токсическое поражение печени………………….……...168

Глава 7. Обсуждение полученных результатов………………………… 183

ВЫВОДЫ…………………………………………………….….…………...193

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………….……………… 195

Российская Федерация обладает огромными запасами минеральных вод, которые давно и эффективно применяются в медицинской реабилитации пациентов с соматическими заболеваниями. Многочисленными исследованиями доказано, что терапевтический потенциал минеральных вод при внутреннем применении определяется их физико-химическим составом и одним из главных механизмов лечебного эффекта является способность этого природного фактора активизировать метаболическое обеспечение саногенетических реакций (Н.Д.Полушина с соавт., 1997). Доказано, что воды с общей минерализацией от 8 до 12 г/л и с преимущественным содержанием одновалентных ионов более эффективны, однако лечебно-профилактический потенциал менее минерализованных вод с наличием двухвалентных ионов можно «усилить» за счет введения в их состав различных биологически активных компонентов (В.К.Фролков с соавт., 2007; Д.А.Еделев с соавт., 2011). Решение этой проблемы весьма интересно как в теоретическом, так и в клиническом плане, поскольку в перспективе может существенно расширить спектр эффективных санаторно-курортных технологий лечения соматических заболеваний за счет более рационального использования бальнеологических ресурсов Российской Федерации (Г.Н.Пономаренко, Н.В.Ефименко, 2016).

Исследования в этом направлении свидетельствуют о перспективности такого подхода и в качестве дополнительных компонентов для приема вместе с минеральной водой чаще всего применяются различные фитопрепараты (М.Ю.Иванчук, 2011; Л.В.Михайленко, 2012). Вместе с тем, в последнее время, особый интерес стали представлять наночастицы некоторых металлов (серебра, селена и т.п.), биологический потенциал которых весьма существенен и этот феномен доказан в ряде экспериментальных работ (В.И.Масычева с соавт., 2008; И.С. Чекман с соавт., 2008; Н.В.Ефименко с соавт., 2014), однако системных исследований в этом направлении пока не проводилось. Также не изучены механизмы влияния наночастиц металлов, в сочетании с внутренним приемом минеральных вод, без чего невозможно проведение клинических испытаний.

Еще одной проблемой при изучении возможного терапевтического потенциала минеральных вод, обогащенных наночастицами металлов, является выбор патологической модели, в рамках которой можно оценить эффективность влияния этих факторов на различные функциональные системы. Представляется целесообразным в качестве такой модели рассмотреть токсико-химические поражения печени, поскольку с одной стороны она принимает активное участие в работе органов пищеварения, а с другой – является одним из центральных органов в системе регуляции метаболических реакций. Более того, заболевания печени в структуре патологии пищеварительной системы занимают одну из лидирующих позиций (А.И.Павлов, 2014). О перспективности подобных работ свидетельствуют фундаментальные исследования в экспериментальной курортологии (В.Ф.Репс, 2010), однако они посвящены природным минеральным водам.

В связи с этим, дальнейшее развитие курортной науки в этом направлении весьма актуально, поскольку с одной стороны, модификация наночастицами металлов природных минеральных вод может значительно расширить спектр эффективных бальнефакторов, а с другой – создать принципиально новые алгоритмы немедикаментозной терапии заболеваний, ассоциируемых с патологией пищеварительной системы и обмена веществ.

Целью настоящих исследований явилось изучение механизмов лечебно-профилактического действия питьевых минеральных вод различного состава, модифицированных наночастицами серебра при экспериментальном токсико-химическом поражении печени.

Задачи исследования:

1. 
   Проанализировать особенности нарушений печени, метаболических реакций и иммунокомпетентной системы при различных вариантах применения токсикантов – четыреххлористого углерода, этилового спирта, растворов формальдегида.
   
2. 
   Изучить механизмы влияния однократных и курсовых воздействий питьевых минеральных вод источника «Красноармейский» и «Ессентуки № 17» и наночастиц серебра у здоровых животных.
   
3. 
   Исследовать первично-профилактические эффекты внутреннего приема нативных минеральных вод, наночастиц серебра и их совместного применения у животных с подострыми поражениями печени.
   
4. 
   Определить наличие терапевтического потенциала у природных минеральных вод и их модификаций наночастицами серебра у животных, после создания у них модели подострого и хронического поражения печени.
   
5. 
   Провести системный анализ реализации биологического потенциала наночастиц серебра, применяемых вместе с питьевыми минеральными водами, в различных функциональных системах: печени, обмене углеводов, липидов и белков, перекисного окисления липидов, воспалительных реакциях, показателях клеточного иммунитета.
   

Впервые проведено сравнительное, комплексное изучение механизмов действия различных токсико-химических агентов при формировании подострого и хронического поражения печени.

Установлено, что внутренний прием четыреххлористого углерода вызывает значительные изменения в печени и других функциональных системах организма, однако его токсичность очень велика и зачастую приводит к преждевременной гибели животных. Внутренний прием этилового спирта оказывает менее значительные патологические изменения в печени и этот фактор в минимальной степени токсичен.

Наиболее адекватные модели подострого и хронического поражения печени, с широким спектром нарушений в деятельности различных функциональных систем, при отсутствии летальных осложнений, были получены при внутреннем приеме соответственно 40% и 10% растворов формальдегида.

Доказано, что подострая модель поражения печени характеризуется значительным повреждением целостности гепатоцитов, сопровождается ярко выраженной стрессорной реакцией, выраженным дисбалансом секреции гормонов и, как следствие, существенными нарушения обмена веществ. Модель хронического поражения печени сопровождается развитием адаптационно-компенсаторных реакций, при этом выраженность системных патологических изменений менее значительна.

Впервые установлено, что у здоровых животных однократный прием нативных минеральных вод обладает стимулирующим влиянием на гормональную регуляцию обмена веществ, прямо связанную с их минерализацией. При этом активность печеночных трансаминаз не изменяется, тогда как внутренний прием наночастиц серебра увеличивает активность АлТ и АсТ и в меньшей степени изменяет течение метаболических реакций. При курсовом применении природных минеральных вод развиваются адаптационные процессы в системе регуляции метаболических реакций. Курсовой прием наночастиц серебра в меньшей степени повлиял на увеличение активности печеночных трансаминаз и изменение метаболических показателей, а при их совместном применении с минеральными водами негативные эффекты наночастиц существенно уменьшились.

Профилактический прием питьевых минеральных вод оказывал тормозящее влияние на развитие патологических изменений в ответ на пероральный прием токсического агента (40% раствора формальдегида), при этом вода «Ессентуки № 17» оказывала более выраженное действие по сравнению с минеральной водой источника «Красноармейский»: отмечалось меньшее увеличение активности АлТ и АсТ, снижение воспалительных реакций, менее выраженное нарушении обмена углеводов и липидов.

Впервые установлено, что добавление наночастиц серебра в эти минеральные воды изменило их профилактической потенциал, но в разной степени: эффективность предварительного курсового приема воды источника «Красноармейский повысилась, а «Ессентуки № 17» – не изменилась.

Курсовой прием минеральных вод на фоне подострого токсического поражения и хронического поражения печени растворами формальдегида, выявил преимущество воды «Ессентуки № 17» над менее минерализованной водой источника «Красноармейский», что проявилось в более благоприятной динамике различных показателей. Однако, если при добавлении наночастиц серебра в минеральную воду источника «Красноармейский» ее эффект возрастал, то их введение в состав минеральной воды «Ессентуки № 17» достоверно снижал ее биологический потенциал.

Практическая значимость.

Разработаны модели подострого и хронического токсического поражения печени, характеризующиеся различной степенью выраженности нарушений в различных функциональных системах и позволяющие изучать механизмы действия природных лечебных факторов. Теоретически разработана технология оценки эффективности совместного применения минеральных вод с наночастицами серебра при патологии печени. Полученные результаты могут служить основанием для проведения клинических исследований.

1. 
   Применение растворов формальдегида позволяет получить адекватные модели подострого и хронического токсико-химического поражения печени для изучения механизмов действия питьевых минеральных вод.
   
2. 
   Наночастицы серебра у здоровых животных обладают негативным влиянием на печень, но их применение совместно с минеральными водами уменьшают эти эффекты, при этом метаболический потенциал маломинерализованной воды усиливается.
   
3. 
   Минеральные воды обладают выраженным первично-профилактическим эффектом при токсическом поражении печени, а их применение вместе с наночастицами серебра усиливает биологический потенциал.
   
4. 
   Курсовой эффект минеральных вод при хронической интоксикации печени прямо связан с их минерализацией, однако добавление наночастиц серебра в их состав достоверно усиливает эффективность минеральной воды источника «Красноармейский» и ослабляет таковой у более минерализованной воды «Ессентуки № 17»
   

По данным, полученным автором, подготовлены методические рекомендации, получены 3 патента на изобретения, и решение о патентоспособности изобретения.

Основные положения диссертационной работы изложены на Х1Международном форуме «Кавказская здравница, инвестиции в человека», Кисловодск, май 14-16, 2014, Международном конгрессе по медицине «Аквалоо», Сочи 29-30 сентября 2014, III Всероссийской Научно- практической конференции с международным участием «Беликовские чтения», Пятигорск, 2014, Международном конгрессе «Современное состояние санаторно-курортного дела и перспективы его развития», Пятигорск, 9-10 июня, 2015, на Генеральной Ассамблее 2017 Европейского геофизического союза, Вена, Австрия, 23-28 апреля 2017.

Проблема разработки новых и эффективных, этиопатогенетически обоснованных методов профилактики и лечения различных заболеваний, является одной из центральных в медицине (Н.Ф.Измеров, 2011; Ю.М.Гринзайд, 2011; А.Ю.Бушманов, 2015). Широкое применение лекарственных препаратов при различных заболеваниях, самостоятельно, и в сочетании с алкоголем, повышает риск возникновения токсического поражения печени (S.Mukherjee, 2008; P.A.Shuper, M.Neuman, F.Kanteres, 2010).

Значительные успехи в химизации народного хозяйства, создание крупных комбинатов нефтехимии, моющих средств, заводов по производству удобрений и ядохимикатов, синтез и производство огромного количества химических веществ, широко применяемых для сельскохозяйственных, производственных, бытовых, медицинских и других целей (S. Mukherjee, 2008, P.A. Shuper, M. Neuman, F. Kanteres, 2010), увеличение числа техногенных аварий и катастроф, террористических актов, создает проблемы, связанные с негативным воздействием на объекты окружающей среды, а следовательно, и способствует росту профессиональных патологий, в том числе заболеваний печени (А.Ю. Лапин и соавт., 2002, 2003; В.Н. Преображенский и соавт., 2003, Л.Н. Селиванов, 2011, Ф.Н. Забродский, 2012).

На современном этапе доля работников, занятых во вредных и опасных условиях труда, за период с 2004 по 2010 годы увеличилась на 24-95%, причем основной контингент на этих предприятиях составляют люди молодого, трудоспособного возраста (Е.Н. Громова, 2007, Ю.Н. Попа, 2011, Sehgal V., 2013).

Наибольшее влияние промышленных ядовитых веществ, на здоровье работающих, наблюдается в химической промышленности (Э.Т. Валиева, 2012), где гепатотропными свойствами нередко обладает как само сырье, и используемые промежуточные соединения, так и конечные продукты производства. При этом регламентированное содержание вредных веществ в воздушной среде рабочей зоны только частично отражено в нормативах, обеспечивающих санитарную охрану всей окружающей человека среды: рабочей зоны, бытовых помещений, атмосферы населенных мест, воды водоемов, пищевых продуктов и почвы, но полностью не избавляет от вредного воздействия химических соединений на организм (В.Б. Смирнова, 2004, С.В. Попов, с соавт., 2009, Т.Х Вергейчик, 2012; А.Ю. Попова, 2014).

Используемые на производствах гепатотропные вещества (хлорированные углеводороды, бензол, его производные и гомологи, металлы и металлоиды, авиационное топливо, пестициды, спирты, в том числе и метиловый спирт, формальдегид), попадая через органы дыхания в виде аэрозолей, всасываются и депонируют в печени, оказывая на неё негативное воздействие (S. Mukherjee, 2008, P.A. Shuper et. el, 2010, Б.В.Дорогова, 2010).

Другим инициатором развития неинфекционных заболеваний печени являются неправильное питание и злоупотребление алкоголем (А.А. Татаренко, 2014)

Токсические поражения в организме независимо от природы повреждающего фактора также носят не только органоспецифический, но и системный характер (В.Т. Ивашкин, 2011). Детоксикация токсических веществ происходит в системе трёх взаимосвязанных частей: монооксигеназной системы биотрансформации экзо- и эндогенных водонерастворимых соединений, иммунной и выделительной систем (Б.В. Дорогова с соавт., 2010). В основу детоксикации химических веществ заложены три основных механизма: биотрансформация; иммунный ответ; элиминация (А.А. Бова, 2005, П.Ф. Забродский, 2012).

Токсические вещества, подвергаясь метилированию, аминированию, карбоксилированию, окислению с участием ферментов гепатобилиарной системы, зачастую вызывают токсические поражения, сопровождающиеся различными нарушениями ферментативного равновесия в ней и изменением активности ферментов печеночного происхождения, а также оказывают неблагоприятное влияние на пигменто-, белково-, углеводообразующую функцию печени, что сопровождается определенными гистоморфологическими сдвигами, и проявляется воспалительной реакцией – токсическим гепатитом. (Л.Б. Лазебник, Э.Я. Селезнева, 2004; A.M. Miller, 2011; Л.Ф. Панченко, 2012) .

В механизмах действия вредных производственных факторов, так и опосредованных ими экологических, ведущее значение имеют системные, регуляторные и метаболические нарушения – гипоксические состояния, патология суставов, токсические поражения органов-мишеней (В.Т. Ивашкин 2002-2010). Одним из центральных органов токсического воздействия, соединяющим в себе функции пищеварительной железы и своеобразной биохимической лаборатории, является печень, заболевания которой занимают одно из ведущих мест, как среди населения, когда основными инициаторами неинфекционных заболеваний печени являются неправильное питание и злоупотребление алкоголем, так и в формировании профессиональной патологии (А.О. Буеверов, 2002, А.В. Калинин с соавт., 2007, В.С. Моисеев с соавт., 2013).

По данным ВОЗ, количество населения с заболеваниями печени в мире составляет более 2 млрд человек, что в сотни раз превышает распространенность ВИЧ-инфекции (С.М. Дроговоз, 2009, N.Greenberger , 2012, J.A. Carrion, 2012).

В международной практике, согласно рекомендациям Совета международных научно-медицинских организаций (CIOMS), используется классификация поражений печени, где основополагающим критериями являются тип и длительность воздействия токсикантами (Т.С.Поликарпова, 2010, R. W. Chesney , 2010, Т.Е.Полунина, 2012-2013).

По механизмам действия на печень химические вещества можно разделить на гепатотоксические, токсико-аллергические и влияющие на процессы обмена, а по характеру возникающих повреждений органа подразделяют на цитотоксические, холестатические и смешанные (S.J. Stohs,1990, И.Ф. Литвицкий, 2002, Y. Yamori , 2010, I. Manor , 2012).

Несмотря на все многообразие химических веществ (на сегодняшний день зарегистрировано более 4 млн. соединений), отмечены общие закономерности их влияния на организм (И.Ф. Литвицкий, 2002, В.Г. Радченко, 2004-2005). В патогенетическом аспекте целесообразно рассматривать токсико-химическое поражение как химическую травму, развивающуюся вследствие внедрения в организм токсической дозы чужеродного химического вещества со специфическим действием, нарушающим определенные функции (Г.П. Кукес В.Г., 2004, Н.Н. Малютина, Л.А. Татаренко, 2014). В зависимости от вида и количества попавшего в организм яда клиническая картина поражений может развиваться очень быстро, в течение нескольких минут (острые, ингаляционные отравления), или медленно, с постепенным появлением отдельных симптомов и формированием характерного для данного поражения симптомокомплекса в течение нескольких часов или дней (пероральные отравления) (J. Wardle, 1995, P. Burra, 2010, D. Bulut, 2013).

При воздействии токсических веществ на клетки печени объектами первичного контакта являются рецепторный аппарат цитоплазматических мембран или их компоненты, где в роли рецепторов во многих случаях выступают ферменты, аминокислоты (гистидин, цистеин и др.), нуклеиновые кислоты, пуриновые и пиримидиновые нуклеотиды, витамины (E.A. Hassoun et.el., 1998, Белоусов Ю.Б.,2011). Кроме того, функции рецепторов зачастую берут на себя различные медиаторы и гормоны (В.К. Фролков, 2016), а также наиболее реакционно способные функциональные группы, играющие жизненно важную роль в метаболизме клетки (сульфгидрильные, гидроксильные, карбоксильные, амино-и фосфорсодержащие группы (Peters U., 2010, Pfaffenbach K.T., 2010).

В ответ на нарушение постоянства и динамического равновесия внутренней среды организма печень, являясь саморегулирующейся и самовосстанавливающейся системой, стремиться выровнять наступившие сдвиги, и восстановить нарушенное равновесие на всех изучаемых уровнях (J.Navarro, 2006). Вследствие воздействия токсических агентов наблюдаются нарушения в печеночной клетке, одновременно запускаются сложные биохимические процессы, в результате которых ядро получает импульс для перестройки и обеспечивает пролиферацию клетки. Существенным феноменом среди различных функций печени являются параллельные процессы дегенерации и регенерации этого органа (A.P.Alvares et. el., 1997).

Преобладание процессов пролиферации над дегенерацией ведет к восстановлению нарушенных функций гепатоцитов вплоть до полного выздоровления, а усиление дегенеративных изменений в печени приводит к прогрессированию изменений в печеночных клетках, с образованием некротических изменений и последующим развитием цирроза печени (G. Hubner, 1981; A.M.Jlzeguee, 1982, Guidelines in the Recognition and Prevention of Hepatotoxicity in Clinical Practic, 2001).

При действии малых доз ксенобиотиков на печень за процессом дегенерации печеночных клеток наступают, а в большом числе случаев и преобладают, процессы функциональной и морфологической регенерации, что отличает профессиональные гепатиты от тяжелых токсико-химических поражений печени (V.E. Kagan, 1989, В.Г.Кукес, 2004, U.Warskulat , 2007).

Заключая обзор некоторых этиопатогенетических особенностей влияния токсикантов различной природы на функциональное состояние печени, отмечены следующие характеристики нарушений её функций:

Во-первых, решающее значение имеет непосредственное действие химического вещества на печеночную клетку, а именно, на ее эндоплазматическую сеть и мембраны эндоплазматического ретикулума гепатоцитов, приводящие к нарушениям проницаемости мембран, и выходу в кровь ферментов (в первую очередь, локализованных в цитоплазме), изменением поверхностных свойств мембран эндоплазматического ретикулума с диссоциацией рибосом и нарушением синтеза белка (Г.И. Козинец, 2008, U. Peters, 2010, K.T.Pfaffenbach, 2010).

Во-вторых, резкое уменьшение белкового синтеза проводит к дефициту белкового компонента для формирования липопротеидов, а также снижению экскреторной способности мембран гепатоцитов, что способствует накоплению в печени свободных жирных кислот, триглицеридов, структурных липидов и развитию жировой инфильтрации гепатоцитов (Yamada H., 2012, Л.А. Татаренко, 2014).

В-третьих, в процессе биотрансформации токсического вещества образуются свободные радикалы, которые являются инициаторами перекисного окисления липидов мембран эндоплазматической сети клеточных органелл, и способствующие высвобождению активных ферментов, денатурации белков, приводящие к гибели клеток печени (A.P. Alvares et. el. 1997, Х.М.Марков, 2005;).

В-четвертых, в патогенезе пигментных нарушений наблюдаются функциональные и структурные изменения синусоидального полюса гепатоцитов. В результате этих нарушений функциональная недостаточность клеток печени в отношении захвата и глюкуронизации билирубина ведет к появлению гипербилирубинемии, а непосредственное взаимодействия токсина с мембранами эндоплазматического ретикулума приводит к образованию изолецитинов, которые могут вызывать повреждения клетки, и ее дегенерацию (J. Das, 2010, Л.Ф.Панченко, 2012, M. Yu, 2013,).

В-пятых, инициируемый токсином окислительный стресс приводит к нарушениям кровоснабжения печени и, как следствие этого, наблюдаются повреждения эндотелия сосудов и синусоидов печени, сопровождающиеся изменением выработки оксида азота, ухудшаются реологические свойства крови, состояние микроциркуляторного русла и др., что в конечном итоге усугубляет течение патологического процесса (A. E.Pầrvu et al., 2005, P.Babệl et al., 2006, A.S. Hazel , 2013).

Одним из наиболее распространенных источником развития токсических гепатитов, согласно Докладам Всемирной организации здравоохранения (2014) является токсическое поражение печени, вызванное воздействием алкоголя или его суррогатами, и характеризующееся значительной тяжестью, а также высокой смертностью, причем, для России этот показатель составляет более 60% (Маев И.В., 2012; WHO, 2014).

Для понимания влияния алкоголя на организм рассмотрим некоторые механизмы его влияния на различные матаболические звенья (Л.Ф. Панченко, Ф.Р. Гильмиярова,1987). Вполне очевидной причиной инвалидизации и смерти лиц, злоупотребляющих спиртными напитками, являются индуцированные этанолом повреждения внутренних органов (K.H. Karimov et el., 1991, J. Navarro, 2006).

Этанол, являясь высокоэнергетическим легкоусваяемым субстратом, включается и в энергетический обмен, на уровне цикла трикарбоновых кислот, при этом, метаболиты цикла ингибируют процессы гликолиза и глюконеогенеза. В механизмах влияния этилового спирта на клетки печени заложена ингибиция гликолитического пути утилизации глюкозы, приводящая к усилению реакций пентозофосфатного шунта и, соответственно, продукции восстановленных НАДФН эквивалентов, необходимых для синтеза жирных кислот (В.Ф. Репс, 2001).

Хроническое употребление этанола способствует жировому перерождению печени, значительно повышая содержание триглицеридов в печени по сравнению с острой интоксикацией, не сопровождаясь значительным повышением уровня НЭЖК в сыворотке крови, характерной для последней (А.Д. Адо, с соавт., 2000, Панченко Л.Ф., 2012). Уменьшение выделения липопротеидов является результатом не только снижения синтеза в белковом обмене (биосинтеза белка), но и следствием активации процессов перекисного окисления липидов в клетке. Экспериментальными исследованиями В.Ф. Репс (2001) доказано влияние этанола на энтероинсулярный аппарат, хроническое употребление которого ингибирует выход инсулина в кровь, снижая его влияние на липогенез в адипоцитах. Сочетание этих процессов с индукцией ПОЛ приводило к нарушению транспорта триглицеридов из печени, формируя жировое перерождение печени (Cederbaum A.I., 2006, Yamada H., 2012, Hazel A.S., 2013). Моделирование хронической интоксикации этиловым спиртом 40% в экспериментальной медицине вообще, и курортологии в частности, достаточно часто применяется для изучения гепатопротекторных свойств различных терапевтических факторов (C. S.Lieber, 2004, A.Dey, Cederbaum A.I., 2006, Е.Н. Доркина, 2010).

Среди хлорированных углеводородов, широко используемых в промышленности и на других производствах, наиболее часто применяется тетрахлорметан (ТХМ), или четыреххлористый углерод (ЧХУ). По литературным данным, ТХМ является специфическим печеночным ядом, токсическое действие которого наиболее ярко проявляется при всасывании из кишечника. В процессе биотрансформации ТХМ распадается на метаболиты, некоторые из которых имеют свободные радикалы (такой как ССl₃^-), которые вступают во взаимодействие с биомембранами эндогенных липидов, давая цепь реакций перекисного окисления. (Weber L.W. et al., 2003, Сазонтова Т.Г. и др., 2007, Fu Q.S., 2008).

Липофильные свойства ТХМ используются при моделировании токсических гепатопатий, причем токсический эффект проявляется уже на второй день после введения (В.Ф. Репс, 2001, Brautbar N. et al., 2002,), а развитие жировой дистрофии наблюдается в течение 20 дней после начала воздействия растворителя (K. Moore, 2003, S.Basu, 2003, П.Ф. Забродский, 2012).

Таким образом, механизмы воздействия этилового спирта и четыреххлористого углерода на биохимический и эндокринный профиль имеют общие черты, сопровождаясь кортизолемией, глюкозурией, сниженной секрецией инсулина, на фоне значительных нарушений в липидном обмене – триглицеридемии. Дополняют общий портрет интоксикаций, хроническое воздействие этими веществами, приводящее к формированию жировой инфильтрации печени (В.Ф. Репс, 2001, В.З. Ланкин и др., 2009, А.Louvet, 2015).

Среди отравлений альдегидами лидирующие позиции по праву принадлежат формальдегиду (K.Moore, 2003; S.Basu, 2003, A.I.Cederbaum, 2006). Основными источниками формальдегида в атмосфере являются: пожары (торфяные, лесные, городские); бытовые и промышленные свалки; выбросы топочных газов энергетических установок и автотранспорта, а также сжигание промышленных отходов, использующих в своей деятельности формальдегид; трансформация жидкого ракетного топлива. Среди списка источников выделения этого токсического соединения в атмосферу общемировые мощности по производству формальдегида стоят на первом месте, вырабатывая около 8,8 млн. тонн из расчета на 100% концентрацию формальдегида в год (Б.В. Дорогова с соавт., 2010).

Пары формальдегида относят к 2 классу опасности (аварийным химически опасным веществам), что позволяет использовать это вещество для моделирования гепатита и цирроза печени (Бояринов Г.А., 1996). Формальдегид по действию на организм относится к общетоксическим ядам. Механизмы действия формальдегида основаны на протоплазматических свойствах яда, проникающего через клеточные мембраны, блокирующего активность ферментов и угнетающего синтез нуклеиновых кислот, приводя к нарушению окислительно-восстановительных процессов (В.С. Кушнева с соавт.,2012).

При острой, подострой и хронической интоксикации формальдегидом наблюдаются структурные изменения внутренних органов, в том числе и печени (Clarke’s, 1986). В процессе биотрансформации тяжесть интоксикации обусловлена как самим токсикантом, так и его метаболитом - метанолом (реакция летального синтеза), которые быстро проникают в органы и ткани. Не связанный в организме формальдегид и его продукт метаболизма - метанол способствуют развитию дегенеративных повреждений печени, причем этот механизм действия характерен для всех одноатомных спиртов, к которым относится и этанол, что объясняет гепатотоксическое действие формальдегида.

В процессе метаболизма формальдегид взаимодействует с белками, аминами, амидами, нуклеопротеидами, нуклеиновыми кислотами. Влияние формальдегида на организм проявляется признаками поражения печени с увеличением биохимических печеночных проб неспецифического характера, причем наиболее чувствительными маркером поражения является сывороточная ГГТП, указывающая о повреждении мембран гепатоцитов и мельчайших желчных канальцев (В.А. Мышкин, Р.Б. Ибатулина, 2003, Л.А. Татаренко, 2014).

Проведенные многочисленные исследования профессиональных групп работников промышленных предприятий (стаж работы составляет более 10 лет), населения, кроме опосредованной мутации генов, ответственных за апоптоз при развитии оксидативного стресса, на фоне цитотоксической пролиферации клеток (А.А. Бова, 2005, Е. Н. Громова, 2007), выявили снижение содержания Т-лимфоцитарного звена иммунитета (Т-лимфоцитов, Т-хелперов, Т-цитотоксических) и некоторых других показателей иммунной системы (P.P.Simeonova, 2000; 2001,И.В. Кудрявцев с соавт., 2012, Ye et. el., 2008).

Несомненно, влияние печени в поддержании жизнеспособности организма нельзя переоценить, и для более четкого представления о причинах и механизмах развития неинфекционных заболеваний печени, и возможности их профилактики и лечения природными факторами, требуются экспериментальные модели, наиболее приближенные к реальным клиническим условиям.

Известно моделирование подострого токсического гепатита и цирроза печени крыс, путем помещения животного в клетку с открытым резервуаром, наполненным 70%-ным раствором формалина. В этих условиях лабораторных животных содержат в течение 5-7 месяцев (Бояринов Г.А., Смирнов В.П., Кауров Я.В. и др., 1996), а также введением в желудок два раза в неделю в течение месяца 50% раствора совтола-1 на оливковом масле из расчета 0,25 мл на 100 г массы тела животного и 10%-ный раствора этанола вместо воды для питья (Ибаттулина Р.Б., Мышкин В.А., Бакиров А.Б., 2003). Поение животного 10% раствором этанола в сочетании с внутрибрюшинными инъекциями 50% масляного раствора четыреххлористого углерода, в течение месяца, также способствует развитию токсического гепатита (Н.П. Скакун, С.Ф. Ковальчук , 1987), а при пероральном введении 40% этилового спирта в дозе 14 мл/кг, формирование патологии наблюдается в течение 60 дней (Е.Г. Доркина, 2010).

Недостатками перечисленных выше способов моделирования токсической гепатопатии, жировой дистрофии и цирроза печени является трудоемкий и длительный период моделирования продолжительностью от одного до семи месяцев. Кроме того, существенным признаком является высокая токсичность используемого вещества - 70% раствора формалина, который представляет собой водный раствор формальдегида, обладающий резко выраженным раздражающим и сенсибилизирующим действием.

Несмотря на специфичность механизмов повреждающего действия формальдегида при моделировании данных патологий, общим и связующим их звеном является гепатотоксическое действие вводимого фактора, которое напрямую связано с интенсификацией ПОЛ и с нарушением целостности клеточных мембран (К. Н. Кухтина, 1982,V.E. Kagan,1988). Вследствие этого происходит нарушение восприятия и трансмембранной передачи сигналов от гормонов в клетку, приводящее к искажению ответного биологического эффекта(Н.Н. Малютина, Л.А. Татаренко,2014).

При экспериментальном моделировании патологий изучаются процессы адаптации и компенсации измененных функций организма, причем исследования проводят на системном, органном, клеточном и молекулярном уровнях. При этом, развивающиеся патологические процессы в организме, могут рассматриваться как проявление дезорганизации его функционального и структурного состояния, необходимого для нормальной жизнедеятельности ( В.К. Фролков,1981). Характер и степень выраженности этих изменений обусловлены введенной концентрацией токсина, временем воздействия и периодом элиминации (В.Н. Байматов с соавт.,2001, В.С. Кушнева с соавт.,2012).

Исходя из вышеописанных этиопатогенетических механизмов в процессе экспериментального моделирования изучают нарушения ферментативного равновесия в печени, изменения активности ферментов печеночного происхождения, влияние токсинов на пигментный, белковый обмены, углеводообразующую функцию печени, которые мы рассмотрим более подробно в сравнительном аспекте при моделировании подострых и хронических поражений формальдегидом и наиболее часто применяемыми для формирования патологии печени токсическими веществами - этиловым спиртом и тетрахлорметаном. Кроме простоты использования этих химических веществ в экспериментальном моделировании нами уже указывалось внимание на чрезвычайно высокую частоту отравлений этанолом, четыреххлористым углеродом и формальдегидом.

Учитывая перечисленные обстоятельства, представляет определенный научный и практический интерес изучение возможности моделирования подострого и хронического поражения четыреххлористым углеродом, формальдегидом и сочетанием формальдегида с этанолом перорально, и в более короткие сроки, для выбора наиболее адекватного способа моделирования токсической гепатопатии. Несмотря на возникающие различные проявления нарушений в органах и системах при экспериментальном моделировании, наше внимание будет направлено на печень, в связи с её полифункциональностью, влиянием не только на адекватность процессов пищеварения, но и происходящих метаболических процессов, включая энергетическую обеспеченность организма, снижение которой существенно лимитирует саногенетические реакции.

Это, несомненно, повышает значимость изучения профессиональной патологии печени, выявления ранних форм заболеваний, а также диктует необходимость поиска и создания системы ранней профилактики и медицинской реабилитации работающего населения, особенно у лиц, занятых на особо опасных и вредных производствах, с целью сохранения качества жизни и продления профессионального долголетия. В связи с этим особую актуальность приобретают исследования перспективных методов коррекции функционального состояния печени, включая применение технологий восстановительной медицины (В.М. Боголюбов, 1999, А.Ю. Бушманов, 2015).

Сложившаяся ситуация требует изменения приоритетов при планировании стратегий укрепления здоровья населения, а именно смещение акцента от клинического подхода в сторону профилактических медицинских программ (И.Е. Оранский, 2015, Н.В. Ефименко, 2016, Программа ООН по проблемам окружающей среды, 2016).