Судебно-медицинская экспертиза отравлений бытовым газом (Экспериментально-клиническое исследование)

На правах рукописи

КАЛИНИНА

Елена Юрьевна

СУДЕБНО-МЕДИЦИНСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА ОТРАВЛЕНИЙ БЫТОВЫМ ГАЗОМ
(ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-КЛИНИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ)

14.03.05 – Судебная медицина

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук

Санкт-Петербург - 2017

 

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего образования «Оренбургском Государственном медицинском университете» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Научный консультант: доктор медицинских наук, профессор Ягмуров Оразмурад Джумаевич

Официальные оппоненты:

Новоселов Владимир Павлович, доктор медицинских наук, профессор, Заслуженный врач РФ, Государственное бюджетное учреждение здравоохранения Новосибирской области «Новосибирское областное клиническое бюро судебно-медицинской экспертизы», начальник Кильдюшов Евгений Михайлович, доктор медицинских наук, профессор, Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Министерства здравоохранения Российской Федерации, кафедра судебной медицины лечебного факультета, заведующий Шигеев Сергей Владимирович, доктор медицинских наук, профессор, Государственное бюджетное учреждение здравоохранения г. Москвы «Бюро судебно-медицинской экспертизы Департамента здравоохранения города Москвы», начальник

Ведущая организация - Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный медико-стоматологический университет им. А.И. Евдокимова Министерства здравоохранения Российской Федерации

Защита диссертации состоится « » марта 2018 г. в часов на заседании диссертационного совета Д 215.002.02 при Федеральном государственном бюджетном военном образовательном учреждении высшего образования

«Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» Министерства обороны Российской Федерации (194044, Санкт-Петербург, ул. Академика Лебедева, д. 6

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке и на официальном сайте ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» МОРФ.

Автореферат разослан « » 2018 г.

Учёный секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук, профессор Чирский Вадим Семенович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В настоящее время все большую актуальность приобретает проблема химической безопасности в связи с возрастанием использования в промышленности и быту широкого спектра химических агентов, представляющих токсическую опасность для человека (Богомолова И.Н., Романенко Г.Х., 2004). В связи с этим увеличивается и частота случаев острых бытовых отравлений, которые чаще возникают в результате случайного (а иногда и умышленного) приема либо воздействия на человека химических веществ, обладающих достаточно высокой токсичностью. (Clark D.G.,Tinston D.J., 1982; Shepherd R.T., 1989; S.J.Kileetal., 2006; Kamijio Y., 2013; Godani M. с соавт., 2015).

Развитие химической промышленности спровоцировало широкое распространение использование на производстве и в быту различных химических веществ, в том числе такие компоненты бытового газа, как метан, пропан, бутан. В последние годы отмечается возрастание количества отравлений компонентами бытового газа. Все это объясняет постоянно возрастающий интерес к изучению влияния бытового газа на человека.

Как отмечают ряд исследователей, в последние годы число случаев от отравления бытовым газом возросло в среднем в 1,5 раза (Мансурова Р.Г., Башарова Р.В., Пакина О.В., 2011). По данным С.В. Афонникова и И.П. Шульги (2013) острые химические отравления являются актуальной медико- социальной проблемой в структуре причин нетрудоспособности, заболеваемости и смертности населения, о чем свидетельствуют данные ежегодной регистрации острого химического отравления в количестве более 1 млн. случаев, из которых 70 тыс. случаев сопровождаются смертельным исходом.

В сложившейся ситуации возросла роль судебно-медицинской экспертизы. Отечественные судебные медики проявляют интерес и стремятся внести ясность в раздел судебно-медицинской экспертизы острых смертельных и несмертельных отравлений.

Степень разработанности темы исследования. Проведенный анализ зарубежных и отечественных литературных источников показал, что многими авторами описывается клиническая картина изолированного воздействия компоненотов бытового газа на организм человека (Шугаев Б.Б., 1971-1979; Fairchild E.J., Stokinger H.E., 1958; Иванов С.И., 1977). Некоторые исследователи изучали возможности обнаружения и идентификации компонентов бытового газа в трупном материале (Pirce C.H.etal., 1996, Мансурова Р.Г., Башарова Р.В., Пакина О.В., 2011, Яблочкин В.Д., 1993, 2004, Краснова Р.Р. и др., 1998).Вместе с тем, в настоящее время судебно-

медицинская экспертная оценка острых смертельных и острых несмертельных отравлений бытовым газом затруднена в связи с недостаточностью объективных критериев, характеризующих симптомкомплекс клинического течения интоксикации, отдаленных последствий несмертельных отравлений, а также учета индивидуальной чувствительности. Известно, что в качестве основного критерия диагностики острого смертельного отравления токсическими веществами большинство авторов предлагает использовать показатель концентрации токсиканта в крови и в моче из трупа.

Однако, до настоящего времени отсутствуют данные о длительности нахождения компонентов бытового газа в крови, особенностях его кумуляции и распределения в органах, а так же его взаимодействия с ферментными структурами.

Отсутствует патоморфологическая картина отравлений бытового газа и его компонентов, не описана динамика изменений различных клеточных элементов в тканях и органах человека при острых и хронических отравлениях, отсутствуют морфологические и судебно-медицинские критерии оценки отравлений компонентами бытового газа. Не выработаны четкие признаки данного вида отравлений, отсутствуют показатели, позволяющие судить о давности, стадии данных повреждений. Нерешенными остаются вопросы об оценке степени тяжести химической травмы при отравлениях бытовым газом; не обоснованы критерии судебно-медицинской экспертизы.

Все вышеизложенное указывает на низкую степень разработанности проблемы и обосновывает необходимость разработки новых и оптимизации существующих критериев.

Решение проблемы судебно-медицинской экспертизы отравления бытовым газом и его компонентами значительно расширит диагностические возможности судмедэксперта, повысит обоснованность и доказательное значение судебно-медицинских заключений при рассматриваемых отравлениях, что обусловливает высокую актуальность проведенного исследования.

Цель работы – выявить клинические, морфологические, токсикологические и гистохимические особенности повреждений в организме при отравлениях бытовым газом. Разработать судебно- медицинские критерии диагностики смертельных и несмертельных отравлений этой газовой смесью.

Задачи исследования:

1. Дать судебно-медицинскую характеристику случаев смерти от острого отравления бытовым газом.
2. Проанализировать и описать симптомокомплекс клинического течения острых несмертельных отравлений бытовым газом.
3. Провести экспериментальные исследования по моделированию острых смертельных и несмертельных отравлений бытовым газом с токсикологической характеристикой полученных результатов.
4. Определить особенности кумуляции и распределения компонентов бытового газа в органах экспериментальных животных при остром токсическом действии газовой смеси.
5. Дать сравнительную гистохимическую и иммунологическую характеристику изменений в органах и тканях экспериментальных животных при остром токсическом действии бытового газа.
6. Выявить морфологические и ультраструктурные изменения во внутренних органах экспериментальных животных при ингаляционном отравлении бытовым газом.
7. Разработать практические рекомендации (критерии, алгоритм диагностики) по судебно-медицинской экспертизе отравлений бытовым газом.

Научная новизна

Впервые описан симптомокомплекс клинического течения несмертельного отравления бытовым газом и его отдаленные последствия. Установлена зависимость клинических проявлений от исходной концентрации компонентов бытового газа в крови. Доказано, что признаком опасности для жизни при данном отравлении являются отек легких, мозговая кома, острая сердечная недостаточность.

На основании проведенных экспериментальных исследований выявлены особенности кумуляции и распределение компонентов бытового газа во внутренних органах, а также избирательная чувствительность клеточных структур трахеобронхиального дерева, легких, печени, почек, селезенки, иммунной системы.

Впервые описаны морфологические, гистохимические и ультраструктурные изменения в органах-мишенях при смертельных и несмертельных отравлениях бытовым газом, которые обоснованы как критерии посмертной диагностики этих отравлений и судебно-медицинской экспертизы при установлении степени тяжести вреда, причиненного здоровью человека.

Определен механизм развития интоксикации и выявлены возможные направления танатогенеза при отравлениях бытовым газом.

Теоретическая и практическая значимость работы

Полученные клинические, гистохимические, морфологические и иммунологические данные по влиянию компонентов бытового газа на организм человека и экспериментальных животных при острых смертельных и несмертельных отравлениях обеспечивают объективную судебно- медицинскую диагностику отравлений бытовым газом.

Разработаны клинические, гистохимические и патоморфологические критерии судебно-медицинской экспертизы острых отравлениях бытовым газом.

По результатам исследования разработано пособие для врачей «Судебно-медицинская экспертиза интоксикаций бытовым и серосодержащим природным газом» (Москва, 2017).

На основании данных проведенного модельного эксперимента разработано учебно-методическое пособие для врачей «Алгоритмы диагностики и судебно-медицинской экспертизы отравлений природным газом», рекомендованное к изданию ФГБУ «Российский центр судебно- медицинской экспертизы» Министерства здравоохранения Российской федерации (Москва, 2017) (Выписка из протокола заседания Ученого Совета № 3 от 26.09.2017 г.) Предложенные судебно-медицинские критерии диагностики смертельных и несмертельных отравлений бытовым газом и алгоритм их применения используются в практической деятельности Санкт- Петербургского государственного бюджетного учреждения здравоохранения «Бюро судебно-медицинской экспертизы» (Акт внедрения от 10.04.2017 г.), государственного казенного учреждения здравоохранения Ленинградской области «Бюро судебно-медицинской экспертизы» (Акт внедрения от 04.05. 2017 г.).

Материалы диссертации включены в программу преподавания судебной медицины ФГБОУ ВО ОрГМУ Минздрава России (Акт внедрения от 12.09.2017г.), ФГБОУ ВО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова» Минздрава России (Акт внедрения от 05.10.2016 г.).

По материалам диссертации опубликована монография «Токсикология и судебно-медицинская экспертиза отравлений природным и бытовым газом» (Оренбург 2016).

Основные положения, выносимые на защиту

1. Для постановки клинического диагноза при отравлении бытовым газом необходимо оценивать весь симптомокомплекс связанный с физико- химическими свойствами бытового газа и особенностями структурно- функциональной перестройки внутренних органов при его воздействии.
2. Данные о кумуляции и распределении компонентов бытового газа в органах экспериментальных животных позволяют решить вопрос о количественном определении метана, пропана, бутана в крови, головном мозге, легких, печени, почках при дифференциальной диагностике смертельных отравлений.
3. Выраженность морфофункциональных изменений, в том числе на ультраструктурном уровне и их мозаичность определяется токсическими свойствами бытового газа и его тропностью к органам.
4. Основанием для разработки судебно-медицинских критериев диагностики смертельных отравлений является прямая корреляционная связь между концентрацией бытового газа, накоплением его компонентов во внутренних органах и морфологическими, гистохимическими изменениями в последних.

Методология и методы исследования

Для осуществления цели исследования и обоснования основных результатов были использованы теоретический анализ литературы, методами структурного и системного анализа исследовались материалы судебно- медицинских экспертиз и медицинских карт стационарных и амбулаторных больных, экспериментальные, морфологические, химические методы исследования, методы статистической обработки данных.

Достоверность полученных результатов

Достоверность полученных результатов обеспечена полным теоретическим анализом проблемы, комплексным методическим подходом к проведению исследований, достаточным количеством экспертных, клинических и экспериментальных наблюдений, применением современных методов исследования экспериментального материала и адекватным статистическим анализом полученных результатов.

Апробация работы

Основные результаты исследований доложены и обсуждены на международных, федеральных и региональных конференциях, съездах: V международном конгрессе Балтийской судебно-медицинской ассоциации октябрь 2004 г.; на заседаниях Оренбургского областного общества судебных медиков январь 2005 г., декабрь 2007 г.; 6 Всероссийском съезде судебных медиков Тюмень 2005 г.; заседании судебно-медицинской ассоциации Северо-Запада России Санкт-Петербург, 2006 г.; международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы судебной медицины и экспертной практики » г. Москва 2009 г.; расширенной научно- практической конференции, посвященной 95-летию Санкт-Петербургскго ГБУЗ «Городского Бюро СМЭ» Санкт-Петербург, май 2013 г.; Международной конференции «Актуальные вопросы судебно-медицинской экспертизы» Украина, Черновцы сентябрь 2013 г.; VII Всероссийском съездесудебных медиков«Задачи и пути совершенствования судебно-медицинской науки и экспертной практики в современных условиях» г.Москва ноябрь 2013 г.; научно-практической конференции «Актуальные вопросы профилактики и лабораторной диагностики в судебно-медицинской экспертизе» (г.С-Пб., 23-24 мая, 2014г.)

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 24 работах, среди них 12 статей в журналах, рецензируемых ВАК Министерства образования и науки РФ, 2 пособия для врачей и одна монография.

Личный вклад автора состоит в планировании, организации, и проведении исследований по всем разделам диссертации, включая постановку цели и задач, обоснование направлений, разработку программы исследования, выбор объектов и методов исследования, определение их объема, сбор информации, проведение статистической обработки, анализ и интерпретация результатов, разработку практических рекомендаций, внедрение в практику. Участие автора в сборе материала составляет 80%, в анализе и внедрении результатов - 90%.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 289 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, методов исследования, результатов собственных исследований, заключения, выводов и практических рекомендаций. Диссертация иллюстрирована 18 таблицами и 67 рисунками. Библиографический указатель включает 309 отечественных и 199 зарубежных источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования. Для решения поставленных задач проведено комплексное клинико-эпидемиологическое, судебно-медицинское и токсиколого-морфологическое исследование живых лиц, трупов, экспериментальных животных.

Симптомокомплекс клинического течения несмертельных отравлений бытовым газом изучен путем выкопировки данных из 29 амбулаторных и 112 стационарных карт пациентов с отравлением, находившихся на лечении в Оренбургском областном наркологическом диспансере, в лечебных учреждениях г. Санкт-Петербурга за 2001-2015гг.

Эпидемиологический анализ случаев смерти от острого отравления бытовым газом и судебно-медицинская оценка экспертного материала проведены на основании данных Оренбургского областного Бюро Судебно- медицинской экспертизы и Санкт-Петербургского ГБУЗ «Бюро СМЭ» 28 случаев смерти от острых отравлений бытовым газом за 2005-2014гг.

Экспериментальные исследования по моделированию острых смертельных и острых несмертельных отравлений проводились на 560 крысах-самцах линии Вистар, массой от 150 до 250 г. в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных» (Приказ МЗ СССР №755 от 12.08.1977г.) и «Правил лабораторной практики в Российской Федерации» (Приказ МЗ РФ от 19.06.2003г. №267) путем ингаляционных затравок экспериментальных животных бытовым газом для газовых плит, содержащий до 90% об. метана, не менее 4% пропана и бутана. В целях изучения токсикологических особенностей воздействия бытового газа на организм животных было сформировано 3 группы экспериментальных животных. Первую группу животных подвергали острому несмертельному отравлению путем подачи бытового газа в камеры со скоростью 10 л/мин. в течение 20 минут при достижении концентрации 150 мг/л. Вторую группу животных подвергали острому смертельному отравлению с помощью подачи в камеры бытового газа со скоростью 15л/мин. в течение 10 минут при достижении концентрации 300 мг/л. Третья группа животных – контрольная, не подвергалась воздействию бытового газа. Оценка токсического действия бытового газа на экспериментальных животных изучалась по регистрации особенностей поведения после проведения затравки, таких как гиподинамия, миорелаксация, атаксия, звуковая, болевая, тактильная сенсибилизация, вокализация, агрессивность, отдышка, птоз, пилоэрекция, отряхивание; в течение 15 минут при остром смертельном отравлении и при остром несмертельном отравлении спустя 15минут, 45 минут и 90 минут от начала затравки при остром несмертельном отравлении.

Дополнительно, на экспериментальных животных, перенесших острое несмертельное отравление проводили изучение формирование и сохранение памяти с «реакцией перехода». Для этого использовали вытянутую пластмассовую камеру длиной 50 см., шириной 10 см. и высотой 10см. с электрофицированным решетчатым полом. Стены и потолок одной половины камеры выкрашены в черный цвет, а в другой – прозрачные. Над светлой частью камеры располагалась электрическая лампочка мощностью 100Вт. Эксперимент был основан на том, что крысы избегают интенсивного света и предпочитают неяркое освещение; когда их помещают в сильно освещенное пространство, соединенное с темной камерой, они быстро переходят в нее и остаются там. Время между впуском животного и его переходом в темную камеру измерялось в секундах, как только все четыре лапы животного оказывались в темном пространстве, подавался большой силы ток и животные возвращались в жилую клетку. Способность к запоминанию проверяли, поместив животное в освещенную часть установки, и вновь, измерив латентный период перехода в темную камеру. Эксперимент состоял из 3-х этапов: ознакомление, обучение, воспроизведение. При ознакомлении открывали крышку, закрывающую освещённый отсек и крысу помещали в освещённую камеру спиной к тёмному отсеку, после чего крышку закрывали. Когда животное входило в темный отсек, измерялся латентный период входа. Через 10 секунд крысу убирали в жилую клетку, процедуру повторяли 3 раза с 30 минутными интервалами. При обучении, как только крыса вступала в темный отсек, подавался удар тока (50Гц, 1,5мА) в течение 1 с., затем крысу переводили в жилую клетку. При воспроизведении животное через 24 часа вновь помещали в освещенную половину и устанавливали латентный период входа в темноту. Тест заканчивали, когда животное вступало в тёмный отсек или, животное не делало этого в течение 3 минут (Ян Буреш с соавт., 1991).

Агрессивность поведения экспериментальных животных изучалась с помощью агрессивной стимуляции животного. Для этого в качествераздражителя использовали электрический ток. Животные помещались в специальную камеру (экспериментальная камера Тэдеши), которая имела размеры 30х30х30см., пол её состоял из металлических прутьев (диаметр 0,6см., расстояние между прутьями 2,0см.). В конструкцию камеры входили стимулятор для подачи тока на решетку и распределитель для варьирования полярности различных прутьев в разные моменты времени, что не позволяет крысам избежать удара тока, если они стоят на прутья одной полярности. После помещения крыс в камеру регистрировался исходный уровень агонистического поведения. Тестирование агрессии, вызванной ударом тока, начиналось с подачи импульсов в 1мА длительностью 0,5с. с постепенным увеличением тока до 2мА (что должно было быть достаточным для вызывания поведения взаимного сражения с принятием вертикальных поз). Регистрировалась частота различных видов поведения и поз сражений в зависимости от интенсивности тока и его частоты (использовались частоты импульсов от 1 до 50 в минуту в течение 0,5с.).

Кумуляция и распределение компонентов бытового газа определялась в Мкг/на 100мл. в крови, головном мозге, сердце, легких, печени, почках и селезенке экспериментальных животных унифицированным газохроматографическим парофазным методом В.А. Мищихина и Яблочкина (2004) при температуре 220С и -40С через 1 час, через 24 часа, 3 суток, 7 суток, 14 суток, 21 суток и 28 суток после наступления смерти при остром смертельном отравлении и через 60 минут и через 6 часов при остром несмертельном отравлении.

Гистохимические исследования на 10±0,1 мкм криостатных срезах органов экспериментальных животных проводились путем определения активности ацетилхолинэстеразы (АХЭ) по методу M.Karnovsky-Roots (1964), щелочной, кислой фосфатаз (ЩФ) по методу M.S.Burstone (1965), активность СДГ, ЛДГ, МАО и НАДФ-диафоразы выявляли реакциями тетразолиевого сочетания по методу M.Nachlas (M.S.Burstone, 1965) с использованием нитротетразолиевого синего (НСТ); активность и локализацию 5'- нуклеотидазы (5'НУК) определяли с помощью кальциевого метода (Burstone M.S., 1965) с использованием 2% раствора хлористого кальция.

Морфологические изменения печени, почек, селезенки и сердца исследовались с помощью световой микроскопии при рабочем увеличении от 200 до 400 с предварительным окрашиванием изучаемых органов гематоксилином и эозином. Морфологические изменения головного мозга исследовали также с помощью световой микроскопии при рабочем увеличении 100 с предварительным окрашиванием метил-синим - азур II – фуксин. Морфологические изменения селезенки, пейеровых бляшек – исследовали методом Автандилова при окраске гематоксилин-эозином и пикрофуксином по Ванн Гизону.

Ультраструктурные изменения во внутренних органах экспериментальных животных исследовались с помощью электронной микроскопии при рабочем увеличении от 7500 до 10000.

Статистическая обработка полученных данных проводилась с использованием стандартных методов вариационной статистики. При этом вычислялись среднее арифметическое, средняя квадратическая ошибка. Для выявления статистически значимых различий в сравниваемых группах были использованы при правильном вариационном ряде параметрический метод с определением критерия Стьюдента; при неправильном вариационном ряде использовался непараметрический метод с определением критерия Манна- Уитни. Корреляционный анализ проведен методом Пирсона (RosnerB.A., 1982). Для компьютерной статистической обработки применены программы «MicrosoftOfficeExcel» 2007 и универсальный статистический пакет «Statistica» версия 6.0 в среде Windows ХР.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Установлено, что симптомокомплекс клинического течения несмертельных отравлений бытовым газом включал 17 неспецифических признаков, ведущими из которых являлись: вялость (97,32%), головокружение (97,32%), адинамия (91,96%); галлюцинации (91,07%), головная боль (90,18%), бледности кожных покровов (88,39%), изменение звуковосприятия (87,5%), тошнота (83,93%), сердцебиение (48,21%), ощущений «тепла» в теле, повышения температуры (89,0%); кашель – (67,86%), что в целом определило общее состояние у 43,8% пострадавших как средней степени тяжести; у 37,5% - удовлетворительное, у 18,7% пострадавших как тяжелое (Рис.1).У 41,9% пострадавших в анализах крови при отравлении бытовым газом обнаружено снижение уровня гемоглобина, у 14,3% лиц выявлены в моче следы белка. Дополнительно, у пациентов, использующих газ для достижения наркотического опьянения установлены на электрокардиограмме признаки кардиомиопатии в виде снижения вольтажа зубцов, тахикардия изменение интервала ST; повышенная заболеваемость острыми респираторными инфекциями более 7-9 раз в год.

Показано, что смертельные отравления бытовым газом встречались у 85,7% мужчин и у 14,3% женщин по причине в 85,7% случаев при вдыхании газа из баллончиков для достижения наркотического эффекта среди лиц преимущественно в возрасте 30-39 лет (20,4%) и 40-49 лет (24,5%); в 14,3% случаев при попытке суицида преимущественно среди детей и подростков в возрастном диапазоне от 10 до 19 лет (74,6%). При этом ни одного случая смертельного отравления бытовым газом при обстоятельствах несчастного случая на производстве или в быту не отмечено. Для смертельных отравлений бытовым газом, как при случайном, так и при намеренном вдыхании, не характерна сезонность, но установлена недельная динамика подъема регистрации случаев отравления бытовым газом. Так, если в понедельник и среду не регистрировались случаи смертельного отравления, то во вторник и четверг фиксировалось по 4,2% случаев, тогда как в пятницу и субботу число смертельных случаев отравления бытовым газом составляло 54,2% и 41,7% случаев. Дополнительно, все случаи смертельного отравления бытовым газом происходили в вечернее и ночное время с 19 часов до 5 часов утраи в случае вдыхания газа для достижения наркотического эффекта трупы обнаруживались в 91,7% в подъездах, подсобных помещениях, на улице и в 8,3% - в квартирах.

Рисунок 1 - Распределение характерных жалоб и симптомов у пострадавших при отравлении бытовым газом (%)

При остром смертельном отравлении бытовым газом анамнестические сведения выяснялись в 100% случаев со слов свидетелей. При исследовании трупа выявлялись такие морфологические признаки, как разлитые красно- фиолетовые трупные пятна на фоне отсутствия видимых повреждений. При внутреннем исследовании во всех случаях обнаружено жидкое состояние крови, в 91,7% случаях - венозное полнокровие внутренних органов. В 89,3% случаях выявлены признаки отека головного мозга в виде уплощения извилин, сужения и размытости границ между серым и белым веществом головного мозга, с поверхности разрезов которого стекала прозрачная бесцветная жидкость. Сосудистые сплетения головного мозга и оболочек были полнокровные, мягкие. Легкие определялись в расправленном виде и занимали всю плевральную полость. В 82,1% случаях отмечались участки подплеврального вздутия (в виде «булыжной мостовой») больше в верхних отделах легких. По диафрагмальной поверхности в 71,4% случаях определялись темно-красные очаговые 0,1x0,2см. в диметре, местами сливающиеся кровоизлияния. Ткань легких была полнокровная, отечная, с поверхности разрезов стекала темно-красная жидкость. В 4,2% случаях отмечалась неравномерность кровенаполнения ткани легкого. При исследовании сердечно-сосудистой системы в 92,8% случаях обнаружены темно-красные пятнистые кровоизлияния под эпикардом. В полостях сердца во всех случаях определялось умеренное количество темно-красных блестящих подвижных эластичных сгустков. Мышца сердца в 99% случаях была неравномерного кровенаполнения, пятнистая. Отмечалось резкое сужение коронарных сосудов в 89,3% случаях. Неравномерность кровенаполнения почек отмечалась в 88% случаях, определялось выраженное полнокровие субкапсулярных отделов, глубоких слоев мозгового вещества и участки просветления в остальных отделах. Рисунок ткани печени сохранял неравномерность кровенаполнения в 88% случаях.

В целом судебно-медицинский диагноз устанавливался во всех случаях с учетом анамнестических данных, результатов исследования трупа, результатов лабораторных исследований: судебно-гистологических и судебно-химических. При судебно-гистологическом исследовании кусочков внутренних органов от трупов лиц, погибших от отравления бытовым газом, обнаруживались отек и набухание головного мозга, резкое полнокровие сосудов головного мозга, с разволокнением стенки сосудов, диапедезом эритроцитов в периваскулярные пространства, расширение периваскулярныых и перицеллюлярных пространств. Определялся спазм артерий и артериол, неравномерность кровенаполнения, распространенный отек стромы, явления отека кардиомиоцитов в сочетании с распространенными эритростазами, сладжем эритроцитов в сосудах, диффузным полнокровием капиллярно-венозного русла с гемодинамическими нарушениями. Выявлялась очаговая эмфизема и альвеолярный отек легких.

При судебно-химическом исследовании крови, печени, почек, головного мозга методом газожидкостной хроматографии лишь в 28,6% случаях были обнаружены компоненты бытового газа - пропан и бутан. В остальных случаях результат был отрицательным, что, вероятно, обусловлено временем и условиями транспортировки, так как лишь в 14,3% случаев материал транспортировался в условиях холодильника (-4оС); в остальных же случаях транспортировка происходила при обычной комнатной температуре.

Токсикологические методы оценки действия бытового газа на экспериментальных животных при остром смертельном и несмертельном отравлении позволили установить, что первые симптомы интоксикации появлялись через 7-9 минут после начала ингаляционной затравки (Табл.1).

Максимальное количество симптомов отравления наблюдались через 15-20 минут от начал ингаляции. При моделировании острого смертельного отравления до момента гибели животные находились в распластанном положении с выраженными явлениями прогрессирующей отдышки. Смерть животных наступала через 7-10 минут от окончания ингаляции.

Таблица 1

Симптомы отравления бытовым газом у экспериментальных животных

Симптомы	Вид отравления
	острое смертельное	острое несмертельное
	время от начала воздействия газа на животное
	15 минут	15 минут	45 минут	90 минут
Гиподинамия	+++++	++	+++	+
Миорелаксация	+++++	+	+++	++
Атаксия	+++++	+++	++++	++
Звуковая сенсибилизация	+++++	++++	+++	+
Болевая сенсибилизация	++++	++++	++	+
Тактильная сенсибилизация	+++	++++	++	+
Вокализация	-	++	++	+
Агрессивность	+++++	++++	++	-
Отдышка	+++++	+++	++	+
Птоз	++++	+++	+	-
Пилоэрекция	++++	++	-	-
Отряхивание	++++	+++	++	-

При моделировании острого несмертельного отравления пик клинических проявлений интоксикации приходился на тот же временной промежуток – спустя 7-9 минут от начала затравки. В дальнейшем животные сохраняли пассивное распластанное положение, но со значительно менее выраженной отдышкой, постепенно начиная проявлять двигательную активность. Последние симптомы отравления исчезали в среднем через 90- 120 минут.

В клинической картине отравления бытовым газом у лабораторных животных основное место занимал симптомокомплекс нарушения функции центральной нервной системы. При этом такие признаки возбуждения центральной нервной системы, как тактильная, болевая, звуковая сенсибилизация, вокализация, агрессивность, отряхивание, пилоэерекция сочетались с симптомами угнетения центральных отделов нервной системы – атаксией, миорелаксацией, гиподинамией.

При остром несмертельном отравлении динамика прогрессирования симптоматики свидетельствует о преобладании в начальной стадии отравления признаков возбуждения центральной нервной системы, которые в дальнейшем сменялись клиническим проявлениями угнетения центральной нервной системы. При этом, вокализация отмечалась только при моделировании острого несмертельного отравления и только в первые 45 минут интоксикации.

В патогенезе отравления бытовым газом наряду с поражением центральной нервной системой установлены признаки нарушения функции вегетативной нервной системы, о чем свидетельствует появления птоза у экспериментальных животных.

У экспериментальных животных, перенесших острое несмертельное отравление,по сравнению с данными животных контрольной группы при изучении формирования и сохранения памяти с «реакцией перехода» латентный период до обучения был увеличен в 3,75 раза, через 24 часа в 21,7 раза и через 72 часа в 20,8 раза на фоне снижения времени нахождения в темной камере, что вероятно, обусловлено значительными процессами возбуждения и перевозбуждения центральной нервной системы под воздействием бытового газа, приводящие к снижению памяти у подопытных животных (Табл.2).

Таблица 2

Показатели памяти у экспериментальных животных, перенесших острое несмертельное отравление бытовым газом

Показа­тели	Исследуемые группы
	контроль­ная (обычная воздушная среда)	подопыт­ная (несмер­тельное отравление бытовым газом)
До обучения
1. Латентный период (мс)	5,6±0,7	21,0±10,1*
2. Время в светлой камере (мс)	27,9±0,9	20,9±9,1
3. Время в темной камере (мс)	90,6±2,3	5,6±6,7*
Через 24 часа
1. Латентный период (мс)	5,8±0,6	126,0±9,8*
2. Время в светлой камере (мс)	118,0±1,7	126,0±7,1-
3. Время в темной камере (мс)	0	4,6±0,7*
Через 72 часа
1. Латентный период (мс)	6,0±0,6	125,0±10,5
2. Время в светлой камере (мс)	118,0±1,7	125,0±7,3
3. Время в темной камере (мс)	0	3,9±0,9

*р≤0,05

При исследовании агрессивной реакции у экспериментальных животных 1-ой группы в сравнении с данными животных 3-ей группы по методу Тэдеши установлено укорочение латентного периода в 5,8 раза спустя 30 минут после ингаляции бытовым газом и в 3,3 раза после 6 часов от начала затравки экспериментальных животных, что указывает на повышение возбудимости и агрессивности экспериментального животного под воздействием бытового газа (Табл.3).

Таблица 3

Показатели агрессивного поведения экспериментальных животных при остром несмертельном отравлении бытовым газом

Группы животных	Латентный период агрессивной реакции, с.
	До ингаляции	Через 30 минут	Через 6 часов
1-ая группа	7,9±0,2	2,1±0,2	3,8±0,2
3-я группа	6,7±0,3	12,3±0,5	12,4±0,6

В целях установления данных об особенностях кумуляции и распределения в органах компонентов бытового газа при постановке модельного эксперимента было определено, что при остром смертельном отравлении метан, пропан и бутан сохраняются в тканях головного мозга, легких, сердце, печени, почках, селезенки в условиях герметичного хранения биоматериала и при температуре не выше -40С не более 3-х недель с момента воздействия токсиканта (Табл.4,5). При этом наибольшей тропностью к действию компонентов бытового газа обладают легкие, головной мозг, печень, почки, где компоненты бытового газа сохранялись до 4 недель.

Показано, что при проведении острого смертельного эксперимента в первый час и первые сутки после наступления смерти больше всего накапливалось в крови и внутренних органах экспериментальных животных пропана, концентрации которого составляли от 0,45 Мкг/100мл. стандарта в крови до 0,22 Мкг/100 мл.в селезенке (Табл.4). Второе место по уровню накопления занимал бутан, что подтверждается его концентрацией от 0,37 Мкг/100мл. в крови до 0,19 Мкг/100мл. в селезенке. В меньшем количестве накапливался метан, содержание которого в крови было 0,1 Мкг/100мл., а в селезенке 0,03 Мкг/100мл. При этом на 21 сутки содержание пропана и бутана в исследуемых органах уменьшалось, а содержание метана - увеличивалось, тогда как уже на 28 сутки обнаруживались только пропан и бутан лишь в головном мозге, легких и печени.

Аналогичная тенденция накопления и распределения компонентов бытового газа в органах экспериментальных животных определена и при проведении острого несмертельного отравления (Табл.4).Установлено максимальное нарастание концентрации компонентов бытового газа сразу после воздействия газовой смеси в исследуемых органах экспериментальных животных; снижением в 1-е часы компонентов газовой смеси в 2,0-2,5 раза и полным их исчезновением в исследуемых органах через 6 часов после окончания воздействия газа, что вероятно, обусловлено их химическим взаимодействием с ферментами и гормонами органов экспериментальных животных и подтвердилось проведенными гистохимическими исследованиями (Рис.2).

Таблица 4

Показатели накопления и распределения компонентов бытового газа в органах экспериментальных животных при остром смертельном отравлении в динамике 4-х недель после наступления смерти(Мкг на 100мл. внутр. стандарт метанол)

Исследуемые органы
Ре­жим / Ком­по­нен­ты быто­вого газа	кровь		гол. мозг		серд­це		лег­кое		пе­чень		поч­ки		селе­зенка
	Через 1 час после наступления смерти
	22	-4	22	-4	22	-4	22	-4	22	-4	22	-4	22	-4
ме­тан	0,1	0,1	0,11	0,11	0,09	0,09	0,1	0,1	0,08	0,08	0,7	0,7	0,03	0,03
про­пан	0,45	0,45	0,4	0,4	0,27	0,27	0,35	0,35	0,38	0,38	0,37	0,37	0,22	0,22
бу­тан	0,37	0,37	0,31	0,31	0,22	0,22	0,28	0,28	0,3	0,3	0,29	0,29	0,19	0,19
Через 24 часа после наступления смерти
ме­тан	0,1	0,1	0,11	0,11	0,09	0,09	0,1	0,1	0,08	0,08	0,7	0,7	0,03	0,03
про­пан	0,45	0,45	0,4	0,4	0,27	0,27	0,35	0,35	0,38	0,38	0,37	0,37	0,22	0,22
бу­тан	0,36	0,37	0,31	0,31	0,22	0,22	0,28	0,28	0,3	0,3	0,28	0,29	0,19	0,19
Через 3 суток после наступления смерти
ме­тан	0,14	0,1	0,14	0,11	0,11	0,09	0,12	0,1	0,11	0,08	0,1	0,7	0,1	0,03
про­пан	0,4	0,45	0,35	0,4	0,21	0,27	0,31	0,35	0,33	0,38	0,31	0,37	0,19	0,22
бу­тан	0,31	0,37	0,28	0,31	0,18	0,22	0,22	0,28	0,27	0,3	0,23	0,29	0,17	0,19
Через 7 суток после наступления смерти
ме­тан	0,17	0,1	0,18	0,11	0,15	0,09	0,14	0,1	0,13	0,08	0,12	0,7	0,12	0,03
про­пан	0,4	0,45	0,34	0,4	0,21	0,26	0,3	0,35	0,3	0,38	0,31	0,37	0,17	0,22
бу­тан	0,29	0,37	0,27	0,31	0,18	0,22	0,21	0,28	0,27	0,3	0,22	0,29	0,15	0,19
Через 14 суток после наступления смерти
ме­тан	0,17	0,1	0,18	0,11	0,15	0,09	0,14	0,1	0,13	0,08	0,12	0,7	0,12	0,03
про­пан	0,22	0,42	0,2	0,38	0,16	0,24	0,19	0,32	0,17	0,36	0,14	0,36	0,1	0,2
бу­тан	0,17	0,34	0,15	0,29	0,12	0,2	0,14	0,25	0,12	0,28	0,11	0,26	0,1	0,17
Через 21 сутки после наступления смерти
ме­тан	0,17	0,12	0,19	0,12	0,15	0,1	0,14	0,11	0,13	0,1	0,13	0,7	0,12	0,03
про­пан	0,09	0,33	0,09	0,27	0,1	0,2	0,17	0,28	0,12	0,29	0,8	0,27	0,05	0,18
бу­тан	0,1	0,22	0,91	0,2	0,71	0,17	0,1	0,2	0,55	0,21	0,61	0,18	0,44	0,92
Через 28 суток после наступления смерти
ме­тан	н/о	н/о	н/о	н/о	н/о	н/о	н/о	н/о	н/о	н/о	н/о	н/о	н/о	н/о
про­пан	н/о	+	н/о	+	н/о	н/о	н/о	+	н/о	н/о	н/о	н/о	н/о	н/о
бу­тан	н/о	+	н/о	+	н/о	н/о	н/о	н/о	н/о	+	н/о	н/о	н/о	н/о

Примечание: «+» - следы, н/о - отсутствует

Анализ данных, представленных на рисунке 2, свидетельствует о том, что при действии компонентов бытового газа уже в первом органе-мишени - легких и в последующем в остальных органах происходит снижение процессов аэробного окисления (снижение СДГ) и увеличивается интенсивность анаэробных процессов окисления (увеличивается активность ЛДГ).Отмечалось угнетение белково-синтетических процессов; выявлены глубокие нарушения ферментативных процессов эндотелия синусоидов клеток специфической паренхимы исследованных органов с одновременной активизацией ферментов энергообеспечения и трансэндотелиального транспорта (НАД-Н2, 5’-нуклеотидазы).

Таблица 5

Показатели накопления и распределения компонентов бытового газа в органах экспериментальных животных при остром несмертельном отравлении, (Мкг/100мл.)

Исследуемые органы
Компоненты бытового газа	кровь	гол.мозг	сердце	легкое	печень	почки	селезенка
после окончания воздействия
метан	0,02	0,019	0,01	0,012	0,012	0,011	0,01
пропан	0,36	0,3	0,21	0,29	0,3	0,295	0,19
бутан	0,31	0,294	0,18	0,23	0,27	0,256	0,13
через 60 минут от окончания воздействия
метан	н/о	н/о	н/о	н/о	н/о	н/о	н/о
пропан	0,18	0,16	0,1	0,12	0,13	0,14	0,08
бутан	0,15	0,17	0,08	0,09	0,15	0,1	0,06
Через 6 часов от окончания воздействия
метан	н/о	н/о	н/о	н/о	н/о	н/о	н/о
пропан	н/о	н/о	н/о	н/о	н/о	н/о	н/о
бутан	н/о	н/о	н/о	н/о	н/о	н/о	н/о

Примечание: «+» - следы, н/о - отсутствует

Показано, что в тканях легких экспериментальных животных при воздействии пропан-бутановой смеси происходит снижение аэробных процессов, о чем свидетельствует снижение активности сукцинатдегидрогеназы (СДГ) у подопытных животных в сравнении с данными контрольной группы при остром смертельном отравлении на 52% (21,2±1,0усл.ед. в контроле, 10,12±1,6усл.ед. в опыте, р<0,05), при остром несмертельном отравлении на 13,7% (21,2±1,0усл.ед. в контроле, 18,3±0,8усл.ед. в опыте, р<0,05) (Рис.3). При этом интенсивность анаэробных превращений углеводов увеличивается, что подтверждается увеличением активности лактатдегидрогеназы (ЛДГ), катализирующей превращения пирувата в лактат. Это быстрый, но наименее экономичный путь энергообразования, так как в процессе анаэробного расщепления углеводов из одной молекулы глюкозы образуется только две молекулы АТФ.

При действии пропан-бутановой смеси (бытовой газ) ЛДГ в лёгочной ткани при сравнении с данными контрольных животных при остром смертельном отравлении увеличивается на 179,9% и составляет 48,49±1,3усл.ед., при данных контроля 17,32±1,2усл.ед., р<0,05, а при остром несмертельном отравлении на 94%, составляя 33,6±1,02усл.ед., при контроле17,32±1,2усл.ед., р<0,05. Данные ферменты имеют четкую топографическую характеристику и могут использоваться в качестве маркеров определенных внутриклеточных структур; в частности ЛДГ - маркер повреждение мембран эндоплазматической сети, СДГ – маркер митохондрий, КФ – маркер лизосом. При этом в эпителиальных клетках легких подопытных животных повышалась активность щелочной фосфатазы, что, вероятно, связано с усилением обменных процессов, так как данный фермент участвует в процессе подготовки к транспорту метаболитов через мембраны.

Рисунок 2 – Сравнительная характеристика активности ферментов в исследуемых органах экспериментальных животных опытной группы относительно контрольной при остром несмертельном (А) и остром смертельном отравлениях (Б)

Полученные данные свидетельствуют о повреждениях аэрогематического барьера, клеточных мембран, нарушении синтетических и энергетических процессов в клетках эпителиальной выстилки бронхиального и респираторного отделов легких.

ЛДГ  - СДГ - ЩФ

ув.280

Рисунок 3 - Увеличение активности ферментов в легких экспериментальных животных при остром смертельном отравлении бытовым газом

При токсическом воздействии бытового газа в тканях печени имеет место, при сравнении с данными контрольной группы, при остром смертельном отравлении достоверное увеличение активности СДГ на 74% (32,12±1,01усл.ед. в опыте, при контроле 18,38±1,01усл.ед., р<0,05); щелочной фосфатазы (ЩФ) на 50,3% (35,64±1,10усл.ед. в опыте, при контроле 23,72±1,40усл.ед., р<0,05) и НАД-Н2-Д на 33,2% (36,24±1,11усл.ед. в опыте, при контроле 27,20±0,91усл.ед., р<0,05) и снижение ЛДГ на 30,9% (20,12±1,30усл.ед. в опыте, при контроле 29,10±1,70усл.ед., р<0,05), КФ на 26,3% (21,81±0,82усл.ед. в опыте, при контроле 29,60±1,73усл.ед., р<0,05) (Рис.4). При остром несмертельном отравлении пропан – бутановой смесью сохранялась та же картина гистохимических изменений с меньшей выраженностью активности исследованных ферментов. Так, активность СДГ в группе подопытных животных была на 35,5% больше, чем в контрольной группе и составляла 24,91±1,21усл.ед. и 18,38±1,01усл.ед. в контроле, р<0,05; активность щелочной фосфатазы (ЩФ) выше на 25,3% (29,72±1,1усл.ед., при контроле 23,72±1,40усл.ед., р<0,05) и НАД-Н2-Д на 15,2% (31,32±1,61усл.ед., при контроле 27,20±0,91усл.ед., р<0,05). При этом в печени подопытных животных при остром несмертельном отравлении в сравнении с данными контрольной группы снижена активность ЛДГ на 53,9% (13,40±0,41усл.ед., при контроле 29,10±1,70усл.ед., р<0,05) (Рис.4), КФ на 29,7% (20,80±0,72усл.ед., при контроле 29,60±1,73усл.ед., р<0,05). Полученные данные свидетельствуют об увеличении энергетических потребностей клеток на осуществление процессов синтеза в условиях токсического воздействия пропан-бутановой смеси бытового газа. Более

того, изменение активности исследованных ферментных систем подтверждает токсическое действие компонентов бытового газа не только на митохондриальные, но и на цитоплазматические окислительно- восстановительные процессы печени, связанные с циклом Кребса, пептозно-фосфатным циклом и системой анаэробного гликолиза.

ЛДГ¹ - НАД-Н2-Д² - ЩФ²

ув.280 - ув.400 - ув.280

¹- острое несмертельное отравление, ² – острое смертельное отравление

Рисунок 4 - Увеличение активности ферментов в печени экспериментальных животных при остром отравлении бытовым газом

В тканях почек при токсическом воздействии пропан-бутановой газовой смеси установлено изменение активности ферментов, связанных с энергетическими процессами в апикальных и базальных отделах канальцев. В сравнении с контрольными показателями у подопытных животных в почках выявлено увеличение активности ЛДГ на 142,2% при остром смертельном и на 34,1% при остром несмертельном отравлении; СДГ, ЩФ на 16,3-27,9%; 5’-нуклеотидазы на 27,5-85,5% соответственно на фоне снижения активности КФ на 14,6-31,7% и НАД-Н2-Д на 42,2-80,3% соответственно (Рис.5).

ЛДГ¹ - СДГ² - ЩФ¹

¹- острое несмертельное отравление, ² – острое смертельное отравление

Рисунок 5 - Увеличение активности ферментов в почках экспериментальных животных при остром отравлении бытовым газом

В тканях миокарда подопытных животных в сравнении с данными контрольных животных выявлено увеличение активности ЛДГ на 96,2- 153,2%; КФ на 15,9-29,4%; НАД-Н2-Д на 6,4-47,8%; 5’-нуклеотидазы на 157,5-186,2% и снижение активности ЩФ на 11,3-23,5% и СДГ на 51,1- 62,0%, что свидетельствует об изменении цитоплазматических и митохондриальных окислительно-восстановительных процессов.

При проведении гистохимических исследований нейронов коры полушарий головного мозга показано, что активность ферментов-маркеров окислительно-восстановительных реакций ЛДГ и СДГ выявлена в цитоплазме клеток нейронов и окружающей ткани, моноаминооксидаза (МАО) выявлена преимущественно в нейропиле (Рис.6).

ЛДГ² - СДГ² - МАО²

¹- острое несмертельное отравление, ² – острое смертельное отравление

Рисунок 6 - Увеличение активности ферментов в головном мозге экспериментальных животных при остром отравлении бытовым газом

При остром несмертельном и особенно при остром смертельном отравлении бытовым газом в нейронах коры полушарий головного мозга отмечено увеличение активности ЛДГ при остром несмертельномна 168,9%, при остром смертельном на 211,9% в сравнении с контрольными данными, что свидетельствует о повышении активности анаэробных процессов. Параллельно с этим установлено в головном мозге повышение активности СДГ на 1,2-16,9%; КФ на 11,3-31,3%; моноаминооксидазы (МАО) в белом веществе на 31,2-64,7% и 5’-нуклеотидазы на 58,9-79,3% по сравнению с данными контрольной группы. При этом активность щелочной фосфатазы, обеспечивающей подготовку к транспорту метаболитов через мембрану, была сниженной на 9,9-28,2% и НАД-Н2-Д на 7,1-16,6% соответственно. В эндотелиальных клетках синусоидов различных зон красной пульпы селезенки экспериментальных животных обеих групп в сравнении с данными контрольной группы установлено снижение активности ЛДГ на 25,7-40,3%; НАД-Н2-Д на фоне увеличения активности НАД-Н2-Д на 42,3- 54,6% и 5’-нуклеотидазы на 78,9-82,2%, что является признаком усиления трансэндотелиального транспорта. Помимо этого показано, что делимфотизация и деплазмотизация селезенки при воздействии бытового газа сопровождается увеличением этих же видов клеток и в пейеровых бляшках, что может свидетельствовать о возможной передаче селезенкой части своей функции при поражениях стенки кишечника. Это подтверждается увеличением активности ферментов энергетического обмена в синусоидах межфолликулярных зон пейеровых бляшек, где по сравнению контрольными показателями НАД-Н2-Д при остром несмертельном действии бытового газа увеличилась в 1,5 раза, а при остром смертельном в 1,4 раза; 5’-нуклеотидаза в 1,5-1,6 раза; а активность ЛДГ снизилось соответственно в 2,4-1,6 раза.

Выявленные гистохимические изменения в исследованных органах коррелировали с изменением функционального состава клеточного и гуморального иммунитета при ингаляционном воздействии бытового газа. Выявлено усиление супрессорной активности лимфоцитов селезенки периферической крови, сопровождающееся подавлением пролиферативного ответа лимфоцитов на Т и В – клеточные митогены и усилением функциональной активности Т–супрессоров, что, вероятно, является проявлением включения защитных механизмов организма в условиях интоксикации (Табл.6).

Таблица 6

Функциональная активность лимфоцитов экспериментальных животных при моделировании острого смертельного и острого несмертельного отравления бытовым газом

Группы животных	Пролифе­ративная активность (имп/мин)		Супрес­сорная активность (имп/мин)
	Т-митоген (ФГА, Кон-А)	В-митоген (ДПС B.coli)	Спон­танная	Инду­циро­ванная
Смертель­ное отравление	267,2±­420,11	1130±­339,21	24,7±4,1	56,2±5,20
Несмер­тельное отравление	1751,2±­472,01	1001,3±­187,45	26,5±6,48	67,5±7,30
Контроль­ная	5700,0-­800,00	1900,0-­300,00	8,0±0,5	25,0±5,05

Примечание: * - достоверность различий по сравнению с контролем при р<0,05

Анализ гистологических и ультраструктурных изменений в органах экспериментальных животных при остром отравлении бытовым газом выявил специфические изменения исследуемых органов.

Показано, что при остром несмертельном отравлении бытовым газом в лёгких развивается десквамация эпителия, спазм бронхов, полнокровие сосудов (Рис.7а). В крупных бронхах отмечалось повреждение реснитчатого эпителия, отечность бокаловидных клеток (Рис.7б). В просветах бронхов определялось слущивание эпителия и полнокровие сосудов подслизистой основы (Рис.7в). Дополнительно, при остром смертельном отравлении в лёгких экспериментальных животных на фоне выраженного полнокровия сосудов выявлено сладж эритроцитов (Рис.4г) их выход в просвет альевол, а также центриацинарная эмфизема и разрывы межальвеолярных перегородок (Рис.7д).

Гистологическая картина структуры легких при отравлении бытовым газом была определена ультраструктурными изменениями в этом органе экспериментальных животных, характеризующаяся высокой чувствительностью к действию бытового газа клеток Клара и эпителиальных клеток респираторного отдела; повреждением элементов эндоплазматической сети – её расширением и деформацией цистерн, а также уменьшением их электронной плотности, а также выходом осмиофильных телец сурфактанта в результате повреждения секреторных клеток и альвеол 2 типа (Рис.8).

острое несмертельное отравление

а - б - в

ув. 200 - ув. 400 - ув. 200

острое смертельное отравление

г - д

ув. 200 - ув. 200

Рисунок 7 – Гистологические изменения в лёгких экспериментальных животных при остром отравлении бытовым газом (окраска гематоксилином и эозином)

При остром смертельном отравлении бытовым газом в печени экспериментальных животных отмечалось выраженное полнокровие синусоидов (Рис.9а); тогда как при остром смертельном отравлении дополнительно к этому гистологическому изменению установлено сладжирование эритроцитов, а также умеренное расширение перисинусоидных пространств Диссе (Рис.9б), вакуольная дистрофия и фокальный некроз гепатоцитов (Рис.6в).

Рисунок 8 - Ультраструктурные изменения легких после воздействия пропан-бутановой смесью (А – альвеолы). ТЭМ, ув. 11600

острое несмертельное отравление (а) - острое смертельное отравление (б, в)

а - б - в

ув. 200

Рисунок 9 – Гистологические изменения в печени экспериментальных животных при остром отравлении бытовым газом (окраска гематоксилином и эозином)

Ультраструктурные изменения печени при воздействии бытового газа характеризовались поражением цитоплазмы и ядер гепатоцитов, вакуолизацией печеночных клеток, неравномерным распределением органелл по объему цитоплазмы; снижением в умеренно расширенных просветах желчных капилляров количества микроворсинок, либо их отсутствием. Установлено набухание клеток эндотелиальной выстилки синусоидных капилляров за счет появление значительно числа в них микропиноцитозных везикул. Воздействие бытовым газом вызывало в печеночных клетках увеличение количества микротелец и лизосом, возрастание объема значительной части митохондрий и набухание крист (Рис.10а), расширение канальцев гранулярной цитоплазматической сети и гипертрофию пластинчатого комплекса (Рис.10б). В цитоплазме клеток выявлено появление средних и крупных капель жира, вокруг которых располагались осмиофильные зоны (Рис.10в); рассредоточение лизосом; гипертрофия ядрышек; а также установлено снижение синтеза структурного белка, уменьшение количества свободных рибосом, нарушение структуры митохондрий, гомогенизация матрикса (Рис.10г).

а б

в г

Рисунок 10 - Ультраструктурные изменения печени после острого токсического воздействия пропан-бутановой смесью, ув. 11600

При остром несмертельном отравлении в почках экспериментальных животных установлено резко выраженное полнокровие и сладж эритроцитов в перитубулярных капиллярах мозгового вещества (Рис.11а); гидропическая, гиалино-капельная дистрофия и некроз эпителиоцитов (Рис.11б). При остром смертельном отравлении гистологическая картина изменений почек

характеризовалась зернистой дистрофией, некрозом и слущиванием отдельных эпителиоцитов в просвет канальцев, а также потерей щеточной каемки эпителиоцитов (Рис.11в).

Ультраструктурное исследование клеток почек экспериментальных животных показало, что митохондрии в части эпителиоцитов проксимальных канальцев и подоцитах имели электронно-прозрачный матрикс с короткими кристами по периферии, а в части кристы - в виде остаточных мембран. Отмечалось значительное увеличение количества митохондрий в собирательных трубочках (Рис.12а). В проксимальных канальцах выявлено увеличение количества микроворсин (Рис.12б), а также образования в цитоплазме микропиноцитозных пузырьков. В почках определено нарушение барьерной функции с повышением проницаемости сосудистой стенки (Рис.12в). В клетках почек определялись признаки деструкции органоидов в виде разрыва внутренней мембраны.

острое несмертельное отравление острое смертельное отравление

а - б - в

ув. 200 - ув. 200 - ув. 400

Рисунок 11 – Гистологические изменения в почках экспериментальных животных при остром отравлении бытовым газом (окраска гематоксилином и эозином)

а - б - в

Рисунок 12 – Ультраструктурные изменения в почках экспериментальных животных при остром отравлении бытовым газом, ув. 11600

При остром несмертельном отравлении бытовым газом в миокарде экспериментальных животных отмечалась фрагментация кардиомиоцитов (Рис.13а); скопление плазмы в межклеточном пространстве, отёк кардиомиоцитов (Рис.13б), полнокровие сосудов со стазом и сладжем эритроцитов (Рис13в). При остром смертельном отравлении бытовым газом в сердце дополнительно отмечалась разнонаправленность кардиомиоцитов и их очаговых некроз (Рис.13г). Ультраструктурные изменения миокарда сопровождались глыбчатым распадом цитоплазмы.

При остром несмертельном отравлении в головном мозге подопытных животных определен гомогенизированный некроз нервных клеток сенсомоторной зоны коры больших полушарий мозга (Рис.14а). При остром смертельном отравлении гистологическая картина головного мозга характеризовалась полнокровием, сладжем эритроцитов, периваскулярным отеком (Рис.14б). В сенсомоторной зоне установлены ишемические изменения нейронов, гиперхромия и сморщивание ядер, гомогенизация цитоплазмы (Рис.14в). В белом веществе Сorpuscollusum и Сaudateputamene головного мозга экспериментальных животных установлен гомогенизированный некроз нервных клеток и периваскулярный отек (Рис.14г).

а - б

ув. 400

в - г

ув. 400-  ув. 240

Рисунок 13 – Гистологические изменения в сердце экспериментальных животных при остром отравлении бытовым газом (окраска гематоксилином и эозином)

а¹ - б²

Окраска метиленовым синим-азур II- фуксином, ув.100 - Окраска гематоксилином и эозином,ув. 100

в² - г²

Окраска метиленовым синим-азур II-фуксином, ув.100 - Окраска метиленовым синим-азур II-фуксином, ув.100

¹- острое несмертельное отравление, ² – острое смертельное отравление

Рисунок 14 – Гистологические изменения в сердце экспериментальных животных при остром отравлении бытовым газом

На основании электронной микроскопии установлено, что воздействие бытового газа оказывает отчетливое повреждающее влияние на ультраструктуру нейронов. Для всех животных с острым несмертельным и смертельным отравлением бытовым газом характерно наличие в сенсомоторной зоне коры полушарий нейронов с признаками некроза. Астроциты белого вещества характеризовались неравномерным расширением перинуклеарного пространства и вакуолизацией цитоплазмы. Выражен отек аксонов, гомогенезация матрикса и дезорганизация крист их митохондрий. Аксоны находились в состоянии деструктурирующего отека, в направлении осевого цилиндра происходила отслойка миелиновых волокон (Рис.15а).В нейронах формировалось значительное количество липидных включений, которые являются существенными показателями патологических изменений клеток (Рис.15б). Из органелл наибольшей чувствительностью к воздействию бытового газа обладает гранулярная эндоплазматическая сеть, что определялось в виде деформации цистерн этой органеллы с потерей

электрической плотности их содержимого в большинстве нейронов (Рис.15в).Отмеченные изменения гранулярной эндоплазматической сети сочетаются с нарушением деятельности митохондриального аппарата.

Среди цистерн гранулярной эндоплазматической сети было отмечено появление крупных единичных липидных капель. Обнаруженное накопление липидных капель указывает на нарушения липидного обмена в нейронах, связанные с избыточной продукцией липидов или недостаточной активностью липолитических ферментов. Отравление бытовым газом приводит к значительным повреждениям ультраструктуры миелиновых волокон белого вещества corpus collosum и caudateputamen большого мозга, которые характеризуются снижением осмиофилии миелиновых волокон (Рис.15г).

а2 - б2

в2 - г2

Рисунок 15 – Ультраструктурные изменения в головном мозге экспериментальных животных при остром отравлении бытовым газом. Ув. 10000

При моделировании острого несмертельного и смертельного отравления бытовым газом у экспериментальных животных отмечалось резкое нарастание удельного объема синусоидов обеих исследуемых зон селезенки и фолликулов. Удельный объем центров размножения практически не менялся, что может свидетельствовать о высокой потенциальной способности гуморального иммунитета противостоять угнетающему воздействию бытового газа, тогда как клеточный иммунитет более подвержен воздействию этого фактора.

Морфометрический подсчет клеток-эффекторов перисинусоидальных пространств красной пульпы показал, что наиболее выраженные изменения были выявлены в маргинальной зоне. Как при остром несмертельном, так и смертельном отравлении бытовым газом у животных наблюдалось снижение количества лимфоцитов по сравнению с контрольной группой в среднем на 32%;количество плазматических клеток возрастало и было достоверно выше контрольных величин в среднем на 45%. Установлено увеличение числа клеток неспецифического звена иммунитета, таких как макрофагов и лейкоцитов. Отмечена диффузная инфильтрация макрофагами, большинство которых было сконцентрировано в составе клеток красной пульпы, но они определялись и в редуцированных фолликулах, связанное по всей вероятности с возникновением мелких очагов некрозов, которые выявлялись в красной пульпе среди больших полнокровных участков со скоплением гемолизированных эритроцитов.

Анализ проведенных морфологических, гистохимических и ультраструктурных изменений в органах при ингаляционном воздействии компонентов бытового газа позволил обосновать схему механизма развития острого смертельного отравления бытовым газом (Рис.16).

Рисунок 16 – Схема механизма развития структурных изменений при остром смертельном отравлении бытовым газом

Полученные данные позволили сформулировать алгоритм посмертной диагностики отравления бытовым газом, представленной шестью этапами (Рис.17).

Рисунок 17 – Схема алгоритма посмертной диагностики отравлений бытовым газом

На I этапе проводят выяснение обстоятельств происшествия, II этап включает судебно-медицинское исследование трупа по общепринятой схеме; на III-ем этапе необходимо провести изъятие материала для судебно-

химического исследования. При этом материал необходимо забирать и хранить в герметичной таре при температуре -40С. Определение пропана и бутана необходимо проводить с использованием метода газовой хромотографии в легких, головном мозге, сердце, печени, почках, селезенке с первых часов до 3-х недель после смерти. На IV-ом этапе с учетом механизма действия бытового газа в легких, головном мозге, сердце, печени, почках необходимо гистохимическое определение следующих ферментов: ЛДГ, СДГ, ЩФ, КФ, НАД-Н2; 5’-нуклеотидазы. На V-ом этапе в тканях исследованных органов необходимо проведение морфологических и ультраструктурных исследований. На VI-ом этапе проводят анализ комплекса полученных данных и обоснование окончательного посмертного диагноза на основании следующих научно-обоснованных критериев:

1)Содержание пропана и бутана в тканях легких, головного мозга, сердца, печени, почек, селезенке в период до 21 суток посмертного отравления;

2)Гистохимическое определение в тканях легких, головного мозга, сердца, печени, почек сукцинатдегидрогенизы (СДГ), лактатдегидрогеназы (ЛДГ), щелочной фосфатазы (ЩФ), НАД-Н2.

3)Морфологические и ультраструктурные изменения в органах.

Алгоритм прижизненного отравления бытовым газом определен на основании полученных данных и представлен четырьмя этапами (Рис.18).

Рисунок 18 – Схема алгоритма диагностики прижизненного отравления бытовым газом

1. Химико-токсикологическое определение пропана и бутана в крови в течении первые 6 часов с момента отравления.
2. Выявление симптомокомплекса из 17 признаков поражения центральной нервной, дыхательной и сердечно - сосудистой систем.

Судебно-медицинская экспертиза по поводу определения степени тяжести вреда здоровью должна проводится без учета оказания медицинской помощи и выполненных лечебных мероприятий в соответствии с общепринятой методикой согласно Приказа 194н. Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации.

ВЫВОДЫ

1. Смертельные отравления бытовым газом в 14,3% случаев произошли при попытке суицида и в 85,7% случаях при попытке достижения наркотического эффекта. Пострадавшие от отравления бытовым газом находятся в молодом социально-активном возрасте. Среди всех пострадавших 83,3% лиц были в возрасте 10-18 лет; 12,5% лиц – в возрасте 20-29лет и 4,2% лиц – в возрасте 30-39 лет. Свыше 40 лет пострадавших не было.
2. Бытовой газ обладает выраженным токсическим эффектом на организм экспериментальных животных, что подтверждается увеличением в 3,3-5,9раз у подопытных животных по сравнению с контрольной группой латентных периодов агрессивной реакции, снижением памяти и развитием гиподинамии, атаксии, пилоэрекции, птоза.
3. На основании анализа токсикологических, гистохимических и морфологических данных обоснован механизм развития отравления при действии бытового газа, проявляющийся угнетением деятельности центральной нервной, дыхательной и сердечно-сосудистой систем, что приводит к нарушениям кровообращения, микроциркуляции, угнетению тканевого метболизма, декомпенсации функции органов и систем целостного организм
4. При действии компонентов бытового газа в тканях внутренних органов происходит снижение процессов аэробного окисления, увеличение интенсивности анаэробных процессов окисления, угнетение белково- синтетических процессов, нарушение ферментативных процессов эндотелия клеток специфической паренхимы, о чем свидетельствует снижение активности сукцинатдегидрогеназы, увеличение активности лактатдегидрогеназы, НАД-Н2-Д, 5-нуклеотидазы и щелочной фосфатазы.
5. 5.Симптомокомплекс клинического течения несмертельных отравлений бытовым газом включает 17 признаков, ведущими из которых являются головокружение(97,3%), вялость (97,3%), адинамия (91,9%), галлюцинации (91,1%), головная боль (90,2%), бледность кожных покровов (88,4%), изменение звуковосприятия (87,5%), тошнота (83,9%), повышение температуры (89,0%), кашель (67,9%).
6. Наибольшей тропностью к действию компонентов бытового газа (пропана, бутана, метана) обладают ткани легкого, головного мозга, печени и почек. Наибольшие концентрации пропана и бутана обнаруживаются в крови и внутренних органах. При этом их концентрация на 2-е сутки уменьшается, а содержание метана увеличивается. При остром несмертельном отравлении концентрации пропана и бутана в исследуемых органах в первый час воздействия уменьшаются в 2,0-2,5раза и полностью исчезают через 6 часов.
7. Установлена корреляционная зависимость между выявленными гистохимическими изменениями в исследуемых органах и изменениями клеточного и гуморального иммунитета при токсическом действии бытового газа. Доказано усиление супрессорной активности лимфоцитов селезенки и периферической крови, проявляющееся подавлением пролиферативного ответа лимфоцитов на Т- и В-клеточные митогены и усилением активности Т-супрессоров.
8. Выявлены характерные гистологические и ультраструктурные изменения во внутренних органах при остром отравлении бытовым газом.
9. Разработаны критерии и алгоритм диагностики при судебно- медицинской экспертизе острых смертельных и несмертельных отравлений бытовым газом.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Необходимо проводить комплексный дифференцированный подход к судебно-медицинской диагностике смертельных отравлений бытовым газом, который дает возможность полного системного анализа этого вида насильственной смерти и является основанием для его практического применения в целях повышения достоверности и обоснованности такого вида экспертиз и исследований
2. Судебно-медицинская экспертиза смертельных отравлений бытовым газом должна базироваться на совокупной оценке токсикологических, гистохимических и патоморфологических данных с учетом результатов количественной оценки риска летальности при данной концентрации бытового газа в крови и органах-мишени.
3. При проведении токсикологической судебно-медицинской экспертизы смертельных и несмертельных отравлений бытовым газом необходимо в крови и органах определять пропан и бутан, так как именно эти компоненты бытового газа больше всего накапливаются в крови и тканях внутренних органов.
4. Для посмертной дифференциальной диагностики интоксикации бытовым газом принципиально важным является определение в органах мишенях-легких, головном мозге, печени, сердце, почках пропана и бутана, концентрации которых сохраняются до 21 суток от момента воздействия токсиканта.
5. Обязательным условием является забор и хранение биоматериала в герметичной таре при температуре – 4° С.
6. При проведении прижизненной судебно-медицинской диагностики отравлений бытовым газом использовать комплексный подход, включающий определение в первые 6 часов в крови пропана и бутана и наличия симптомокомплекса отравления, состоящего из 17 признаков поражения центральной нервной дыхательной и сердечно-сосудистой систем.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Калинина, Е.Ю. Биохимические изменения при отравлении природным газом / Е.Ю. Калинина // Альманах судебной медицины. - СПб. -2003. - № 6. -С. 61-62
2. Калинина, Е.Ю. Функциональная морфология проксимальных и дистальных канальцев почек при моделировании острого смертельного отравления бытовым газом / Е.Ю. Калинина, Р.В. Бабаханян, О.Д. Ягмуров // Нефрология. - 2003. – Т. 7, № 3. - С. 72-74
3. Калинина, Е.Ю. Household gas poisoning / Е.Ю.Калинина // Medicina Legalis Baltica. Abstracts of the 5th BMLA Congress, Saint-Petersburg, Russia, October 6-9, 2004. - P. 95-96
4. Калинина, Е.Ю. К вопросу об экспертизе отравлений бытовым газом / Е.Ю. Калинина // Сборник трудов V научно-практической. конференции врачей Приволжско-Уральского военного округа «Актуальные вопросы военной и практической медицины».- Оренбург, 2004 - С. 465-467
5. Калинина, Е.Ю. Некоторые вопросы судебно-медицинской экспертизы отравлений / Е.Ю. Калинина, Л.В. Калинин //Сборник научных трудов ученых Оренбургской медицинской академии «Актуальные вопросы теоретической и клинической медицины» - Т. XXXI. - Оренбург, 2005. - С. 101-105.
6. Калинина, Е.Ю. Функциональная морфология печени при моделировании острого смертельного отравления бытовым газом /Е.Ю. Калинина, О.Д. Ягмуров // Ученые записки СПбГМУ им. акад. Павлова - 2010. - №2- С. 46-47
7. Калинина, Е.Ю. Функциональная морфология проксимальных и дистальных канальцев почек и гепатоцитов при моделировании острого смертельного отравления бытовым газом / Е.Ю. Калинина, О.Д. Ягмуров // Ученые записки СПбГМУ им. акад. Павлова -2012. - №1- С.- 39-41
8. Калинина, Е.Ю. Влияние бытового газа на морфофункциональное состояние миокарда крыс / Е.Ю. Калинина // Здоровье населения и среда обитания. - 2013. - №6.- С.45-46.
9. Калинина, Е.Ю. Особенности СМЭ отравления бытовым газом / Е.Ю. Калинина // Альманах судебной медицины. - СПб. - 2013. - № 6.- С. 17-24
10. Калинина, Е.Ю. Использование биохимических методов исследования при экспериментальном отравлении бытовым газом / Е.Ю. Калинина //Альманах судебной медицины. СПб. - 2013. - № 6.- С. 113.
11. Калинина, Е.Ю. Влияние бытового газа на морфофункциональное состояние паренхиматозных органов крыс / Е.Ю. Калинина // Гигиена и санитария. - 2012. - №3. - С.65-66
12. Калинина, Е.Ю. Морфофункциональные изменения полушарий головного мозга крыс при воздействии бытового газа / Е.Ю. Калинина, О.Д. Ягмуров, Г.Ю. Юкина // Фундаментальные исследования. 2013. - Т.5, №9. - С.825-828
13. Калинина, Е.Ю. Морфофункциональные изменения легочной ткани крыс при моделировании острого смертельного отравления бытовым газом / Е.Ю. Калинина, О.Д. Ягмуров // Судебно-медицинская экспертиза. – 2014. - Т.57, №1. - С.30-33
14. Калинина, Е.Ю. Токсическое действие бытового газа на морфофункциональное состояние внутренних органов экспериментальных животных/ Е.Ю. Калинина, О.Д. Ягмуров //Материалы VII Всероссийского съезда судебных медиков, 2013 г. - Т.1. -С.229-231
15. Калинина, Е.Ю. Токсическое действие бытового газа на морфофункциональное состояние головного мозга крыс / Е.Ю. Калинина // Буковинский медицинский вестник. – 2013. - Т.17, №4(68).- С.59-61
16. Калинина, Е.Ю. Использование методов клинической лабораторной диагностики при экспертизе отравлений бытовым газом / Е.Ю. Калинина // Информационный архив. -2014. - №3-4. - С. 74-76
17. Калинина, Е.Ю. Клинико-экспертная оценка острых смертельных отравлений бытовым газом / Е.Ю. Калинина // Современные проблемы науки и образования. – 2015. - №6. - URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=23333
18. Калинина, Е.Ю. Особенности судебно-медицинской диагностики отравлений бытовым газом у живых лиц / Е.Ю. Калинина // Современные проблемы науки и образования. - 2015. - №6. - URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=23688
19. Калинина, Е.Ю. Морфофункциональные изменения органов иммунной системы при отравлении бытовым газом / Е.Ю. Калинина, О.Д. Ягмуров // Современные проблемы науки и образования. - 2015. - № 3. - URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=19884
20. Калинина, Е.Ю. Токсикологические аспекты судебно- медицинской экспертизы отравлений бытовым газом / Е.Ю. Калинина // Фундаментальные исследования. – 2015. - № 1, ч.9. -С. 1842-1846
21. Калинина, Е.Ю. Функциональная активность лимфоцитов селезенки и периферической крови при токсическом воздействии бытового газа / Е.Ю. Калинина, О.Д. Ягмуров // Судебно-медицинская экспертиза. - 2016. - Т. 59, №2. - С.7-9.
22. Калинина, Е.Ю. Токсикология и судебно-медицинская экспертиза отравлений природным и бытовым газом (Монография) / Е.Ю. Калинина, Н.П. Сетко, О.Д. Ягмуров. – Оренбург.: Издательство ОрГМУ, 2016. - 378 с.
23. Калинина, Е.Ю. Судебно-медицинская экспертиза интоксикаций бытовым и серосодержащим природным газом: пособие для врачей / Е.Ю. Калинина, О.Д. Ягмуров, Н.П. Сетко - М.: Издательский дом Академии Естествознания, 2017. - 100 с.
24. Калинина, Е.Ю. Алгоритмы диагностики и судебно-медицинской экспертизы отравлений природным газом: учебно-методическое пособие для врачей / Е.Ю. Калинина, О.Д. Ягмуров, Н.П. Сетко, А.В. Ковалев - Москва, 2017. - 95 с.