О гистопатологических изменениях в головном мозгу собак, оживленных после отравления окисью углерода

Несмотря на многочисленные исследования, посвященные изучению отравления окисью углерода, до сих пор ряд вопросов остается не разрешенным. В частности, неясна картина морфологических изменений в мозгу при этом виде интоксикации. Настоящая работа является попыткой ответить на некоторые из этих вопросов на основании гистологического изучения головного мозга собак, перенесших острое отравление окисью углерода.

Отравление вызывали вдыханием воздуха, содержащего окись углерода в концентрации от 0,17 до 0,25%, из резинового мешка через маску, имевшую вдыхательный и выдыхательный клапаны. Содержание HbCO в крови определяли количественным методом Сайерса и Джонса.

Тяжесть отравления у 32 обследованных собак была различной: у 11 животных отравление проводилось вплоть до наступления состояния клинической смерти, у 6 — до остановки дыхания и снижения артериального давления до 60—20 мм ртутного столба, у 8— отравление было прекращено при сохранившемся дыхании, «о снизившемся до 60—32 мм артериальном давлении и у 7 — при общем удовлетворительном состоянии.

Длительность периода отравления от начала его до развития терминальных состояний была от 52 минут 36 секунд до 7 часов 09 минут. Максимальное количество НЬСО к концу отравления у 15 собак находилось в пределах 75-80%, У 9 равнялось 70%, у 4 — 60-65%, у 2 — 50%. Химическое равновесие удерживалось от 12 минут до 4 часов 20 минут, причем у 2 животных терминальное состояние развилось до наступления химического равновесия, у 3— после 12—49-минутного периода его, а у большинства животных — после 1—2—3 и даже 4-часового периода.

При наступлении клинической смерти, прекращении только дыхания и резком снижении артериального давления применялась комплексная методика восстановления жизненных функций, разработанная В.А. Неговским и сотрудниками. Двум из 11 собак, доведенных при отравлении до клинической смерти, никаких терапевтических мероприятий не проводилось, и они погибли.

У 5 собак после восстановления жизненных функций с целью более быстрого удаления окиси углерода из организма проводилась тотальная кровозамена по методу О.С. Глозмана и А.П. Касаткиной — кровь подопытного животного заменяли на 200% кровью собаки-донора. У 10 животных после восстановления жизненных функций с целью выяснения роли охранительного торможения в процессе восстановления функций центральной нервной системы, нарушенных во -время отравления, применялся фармакологический сон; у 5 собак отравление проводилось на фоне фармакологического сна. В качестве снотворного вещества использовался гексенал в дозе 75 мг/кг¹.

Из 32 обследованных животных 9 погибли в течение 1—2 суток и 4 — на 9—13-е сутки; остальные 19 были умерщвлены для гистологического исследования в сроки от 15 дней до 7 месяцев после опыта. Среди погибших животных 6 перенесли клиническую смерть длительностью от 30 секунд до 2 минут 04 секунд, у 6 — артериальное давление к концу отравления снизилось до 49—20 мм и лишь у одной собаки к концу отравления оно было равно 92 мм.

Из головного мозга после фиксации в 10% формалине брали участки коры лобной, височной, теменной и затылочной долей, полосатого тела, зрительного бугра, варолиева моста, аммонова рога; мозжечка и продолговатого мозга. Срезы окрашивали по методам Ниссля, Снеса- рева (на астроцитарную глию, аргирофильную зернистость и соединительную ткань), Бильшовского—Мийагава в модификации Александровской, ван Гизона, гематоксилин-эозином.

При вскрытии животных, погибших в течение 1—2 суток после отравления, отмечалось полнокровие мозга и оболочек, полнокровие внутренних органов и, как правило, кровоизлияния в мозгу, легких, сердце а также алая кровь, розовые трупные пятна, розовая окраска внутренних органов. У части животных, погибших или специально умерщвлен- ных в более отдаленные после опыта сроки, были обнаружены очаговые изменения в мозгу.

При гистологическом исследовании были найдены диффузные и у 13 животных—очаговые изменения в мозгу.

Диффузные изменения имели гипоксический характер и определенную динамику развития, зависящую от срока жизни животного после отравления.

У собак, которые при отравлении были доведены до состояния клинической смерти, не подвергались оживлению и погибли, отмечалось полнокровие мозга, нарушение тонуса сосудов, небольшие периваскулярные отеки; часть нервных клеток имела обычный вид, многие находились в состоянии острого набухания; часто отмечалось распыление тигроида, имелись клетки с разными стадиями кариоцитолиза — от плохого окрашивания ядра до полного его расплавления, превращения в клетки-тени. Некоторые из астроцитов были с набухшими телами, утолщенными и укороченными отростками; в части клеток отмечалась центральная тинкториальная ацидофилия; в некоторых клетках аргирофильные зерна распределялись неравномерно, были укрупнены и сосредоточены по краю.

У собак, погибших в течение 1—2 суток после отравления, обнаружены гипоксические изменения в виде острого набухания тел и отростков нервных клеток, тотального тигролиза с гиперхроматозом ядра (в клетках ствола сохранялись распыленные глыбки тигроида), «инкрустации», кариоцитолиза, распространенной центральной тинкториальной ацидофилии, укрупнения, склеивания и неравномерного распределения аргирофильных зерен как. в клетках, так и между ними; была нарушена проницаемость сосудов и отмечались периваскулярные отеки и кровоизлияния.

У животных, погибших или умерщвленных на 9—15-е сутки после отравления, клеток с тотальным тигролизом не встречалось, но распыление тигроида еще наблюдалось. Часть нервных клеток имела обычный вид, встречались набухшие, рядом с ними были видны клетки с резко вакуолизированной протоплазмой, ;в значительном количестве отмечались клетки с кариоцитолизом, а также сморщенные, темно закрашенные, с извитыми отростками. В одних клетках было видно по 1—2 крупных вакуоли, деформирующих тело, в других их было так много, что от протоплазмы оставались лишь узкие перемычки (рис. 1). Нередко вакуолизация сочеталась с кариоцитолизом.

К 9—15-му дню жизни после отравления центральная тинкториальная ацидофилия не выявлялась, астроциты имели обычный вид, аргирофильные зерна, как правило, были распределены равномерно и лишь в отдельных клетках имелись единичные укрупненные зерна.

По мере увеличения срока жизни животных после отравления увеличивалось количество неизмененных клеток, уменьшалось количество вакуолизированных и сами вакуоли становились мельче. У собаки, умерщвленной через 7 месяцев после отравления, вакуолизированные клетки не превышали количества их, встречающегося у нормальных, не находившихся под опытом животных (рис. 2). Однако, несмотря на обратное развитие патологического процесса, некоторая часть нервных клеток погибала при явлениях кариоцитолиза и мелкие участки с погибшими клетками («плеши») были четко видны в коре, аммоновом роге и среди клеток Пуркинье мозжечка. Гибель клеток в результате кариоцитолиза происходила еще длительное время после прекращения отравления и гибнущие клетки были видны у животного, убитого через 6 месяцев после опыта. Гибель части нервных клеток имела место и у собак, у которых отравление было прекращено при общем удовлетворительном состоянии.

Зависимости выраженности диффузных гистопатологических изменений от длительности периода отравления и количества НЬСО в крови установить не удалось. По-видимому, самый короткий период отравления — 52 минуты 36 секунд, который был в наших опытах, являлся уже настолько тяжелым, что и за это время успевали развиться выраженные изменения в мозгу.

Рис. 1. Нервные клетки с вакуолизированной протоплазмой в коре затылочной доли головного мозга собаки, забитой через 17 дней после отравления окисью углерода. Окраска по Нисслю. Ок. 10, об. 40.

Рис. 2. Сохранные нервные клетки в коре головного мозга собаки, перенесшей в результате отравления окисью углерода клиническую смерть длительностью 2 минуты 30 секунд и забитой через 7 месяцев после оживления. Окраска по Нисслю. Ок. 10, об. 40.

Проводившиеся терапевтические мероприятия не оказали влияния? на характер и динамику гистопатологических изменений. Некоторый положительный эффект можно было отметить при проведении отравления на фоне медикаментозного сна: у собак, перенесших клиническую смерть и умерщвленных через 1—2 месяца после отравления, изменения были, выражены не резче, чем у животных, отравление которых было прекращено при общем удовлетворительном состоянии.

У 13 из обследованных животных, кроме диффузных изменений, в мозгу были обнаружены и очаговые изменения, причем у 12 из них очаги располагались в белом веществе больших полушарий (рис. 3). Очаги обнаружены непосредственно под корой по конвекситальной поверхности мозга в виде полос, идущих от лобных к затылочным полюсам; у одной собаки очаги были обнаружены в белом веществе затылочных долей. Располагались очаги симметрично, но часто с одной стороны протяженность их была большей, чем с другой. У одной из собак наряду с очагами в белом веществе больших полушарий имелись дополнительно очаги в полосатом теле, где они располагались в наружной капсуле, не переходя границы белого вещества. В больших полушариях очаговые нарушения также в большей части случаев не затрагивали кору; иногда в процесс был вовлечен нижний слой коры; у одного животного очаг доходил до слоя больших пирамид и у одного располагался в коре.

Рис. 3. Очаг размягчения расположен в белом веществе больших полушарий мозга. Собака забита через 17 дней после отравления окисью углерода. Окраска по Нисслю. Ок. 7, об. 3.

Как и в отношении диффузных изменений, была обнаружена определенная динамика и относительно вида очага в зависимости от сроков, прошедших после отравления. Динамика эта совпадает с той, которая описана рядом авторов о локальных изменениях в мозгу, вызванных различными причинами (П.Е. Снесарев, Л. И. Смирнов, Г. Н. Черепанова и др.). Если в первое время в области очага имелось большое количество зернистых шаров и вокруг отмечалось скопление астроцитов, часто образующих вал, то с течением времени количество и тех и других уменьшалось и постепенно увеличивалось число волокон. Если область очага распространялась на кору, то нервные клетки полностью или почти полностью погибали, а оставшиеся были резко изменены.

Строгую зависимость между тяжестью состояния и образованием очаговых изменений в мозгу установить не всегда удавалось. Течение отравления и его тяжесть у животных, имевших очаговые изменения в мозгу, были различными. Так, длительность периода отравления колебалась в пределах от 1 часа 45 минут до 7 часов; количество HbCO у большинства животных было в пределах 70—80%, а у одной собаки он был равен 60%; химическое равновесие удерживалось от 57 минут до 4 часов 20 минут, а у одной собаки отравление было прекращено до наступления химического равновесия. У 3 животных имела место- остановка дыхания, а у 10 отравление было прекращено при сохранившемся дыхании. У 4 собак отравление было прекращено при высоком: уровне артериального давления, а у остальных—при сниженном, причем низкий уровень удерживался от одной до 18 минут.

При равной тяжести отравления у одних животных очаговые изменения возникали, а у других их не было. Очаговые изменения у некоторых животных имелись при более легких отравлениях и отсутствовали при более тяжелых.

Следует, однако, подчеркнуть, что если длительность периода отравления не играла решающего значения (при той концентрации окиси, углерода, которой мы пользовались), то, несомненно, утяжеляющим фактором являлось снижение артериального давления во время отравления. Как показала в своих исследованиях В.И. Соболева, снижение артериального давления в процессе отравления до 50 мм и ниже, удерживающееся в течение 3 минут и более, приводит, как правило, к смерти, хотя на короткие сроки (от нескольких часов до нескольких суток) животных удается вывести даже из состояния клинической смерти.

Несмотря на то, что очаговые изменения встречались в случаях более легких и могли отсутствовать при более тяжелых отравлениях, следует отметить, что у 9 из 13 животных, имевших очаговые изменения. в мозгу, в конце отравления происходило снижение артериального давления. Если низкий уровень артериального давления, наблюдающийся свыше 3 минут, приводил к летальному исходу, то можно предположить, что артериальное давление, удерживающееся на низком уровне менее длительное время, может привести к образованию очаговых изменений в мозгу.

Очаговые изменения встречались вне зависимости от применявшихся терапевтических мероприятий и были обнаружены как у животных. с кровозаменой, так и у собак, получавших фармакологический сон.

Несмотря на одинаковые условия отравления, животные реагировали на него по-разному. У одних через 52 минуты — 2 часа от начала отравления наступала клиническая смерть или прекращалось дыхание,, у других терминальные состояния развивались через 3 1/г—4 часа от начала отравления, у третьих — к 6—7-му часу отравления наступало1 лишь снижение уровня артериального давления при сохранившемся дыхании. Развитие терминального состояния не зависело и от содержания НЬСО в крови, а также и от длительности химического равновесия: терминальное состояние развивалось в сроки от 12 минут до 4 часов-

20 минут после наступления химического равновесия, а у 2 животных дыхание прекратилось до его наступления; терминальное состояние наступало и при 80% и при 50% HbCO. Одна из собак осталась жить и даже не имела очаговых изменений в мозгу, хотя перенесла клиническую смерть. Другая собака погибла, хотя отравление было прекращено при общем удовлетворительном состоянии и высоком уровне артериального давления.

Следует, по-видимому, присоединиться к мнению тех исследователей (А.М. Вегер, Т.Я. Хвиливицкий и др.), которые придают большое* значение фактору индивидуальной чувствительности и индивидуальной" устойчивости организма к интоксикации окисью углерода. В это понятие следует включить как функциональные особенности центральной нервной системы (Ю.П. Фролов, Л.С. Горшелева, Н.И. Полянский, Н.К. Столярчук), так и анатомические ее особенности, касающиеся, в. частности, строения сосудов (П.Е. Снесарев).

1. При тяжелом, остром отравлении собак окисью углерода в мозгу возникают диффузные и очаговые изменения. Наиболее чувствительны к действию окиси углерода кора, аммонов рог и мозжечок.
2. Диффузные гистопатологические изменения носят гипоксический характер, динамика их развития зависит от времени, прошедшего после отравления. Большинство изменений является обратимым, однако часть нервных клеток погибает даже в случаях, которые клинически расцениваются как легкие.
3. Очаговые изменения, обнаруженные у 13 из 32 обследованных животных, располагались в большей части случаев в белом веществе больших полушарий мозга. Наличие такой локализации показывает, что при отравлении окисью углерода нельзя говорить о специфичном расположении очагов в полосатом теле. Отсутствие локальных изменений у значительного числа животных указывает, что даже при очень тяжелых отравлениях они не являются непременным признаком перенесенного отравления.
   Возникновение очаговых изменений не всегда удавалось объяснить тяжестью интоксикации, однако в большинстве случаев они имелись у тех животных, у которых в процессе отравления наблюдалось снижение артериального давления.
4. Применение фармакологического сна и тотальной кровозамены в восстановительном периоде после перенесенного тяжелого отравления не оказывали существенного влияния на выраженность гистопатологических изменений.

¹ Патофизиологическая часть работы выполнена В. И. Соболевой.