Куценко Основы токсикологии

361

(микотоксины), обычные лекарственные средства, передозировка которых, либо повышенная чувствительность, могут привести к поражению органа (ацетаминофен, салицилаты и т.д.). Отравление ядовитыми грибами всё ещё частая причина острых токсических поражений печени. Афлатоксины, заражая пищевые продукты, могут вызывать как острые гепатопатии, так и провоцировать развитие неоплазмы. Особенно высокой гепатотоксичностью обладают яды, содержащиеся в бледной поганке (аманитин и фаллоидин). Пищевое отравление этим грибом, как правило, заканчивается летальным исходом вследствие острой печеночной недостаточности. Среди алкалоидов, содержащихся в пищевых продуктах, наибольшей гепатотоксичностью обладают вещества из группы пирролизидина.

Целый ряд широко используемых инсектицидов из группы хлорированных ароматических углеводородов в высоких дозах вызывают поражение печени. Патология может развиться вследствие приёма пищи контаминированной инсектицидами, случайной или преднамеренной бытовой интоксикации. Описаны случаи поражения печени ДДТ (пострадавший принял 6г вещества), паракватом (принято около 20г вещества). Интоксикации закончились летальным исходом. На вскрытии выявлены центролобулярный некроз печени, деструкция внутрипеченочных желчных ходов, холестаз. Некоторые вещества упомянутой группы (ДДТ) после воздействия длительно сохраняются в организме, вызывая вялотекущую патологию.

Наиболее частыми причинами острых гепатопатий в производственных условиях являются интоксикации дисульфидом углерода (CS2), хлороформом, трихлорэтаном, дихлорэтаном, толуолом, другими органическими растворителями. В целом следует отметить, что благодаря деятельности контролирующих служб, количество острых производственных гепатопатий неуклонно уменьшается.

В ходе обследования типографских рабочих, имевших длительный контакт с толуолом, у большой группы лиц выявлена патология печени, проявлявшаяся явлениями умеренного стеатоза и повышением активности аланинаминотрансферазы (АЛТ) и аспартатаминотрансферазы (АСТ) в плазме крови. Длительное действие смесей растворителей может стать причиной поражения печени в производственных условиях. У обследованных рабочих, контактирующих с красителями, лаками и другими изделиями, в состав которых входят органические растворители (смесь ароматических и алифатических углеводородов - уайт спирит, ксилол, петролейный эфир, толуол, метилэтилкетон), выявлялось умеренное повышение активности АЛТ и АСТ в плазме крови. При выборочной биопсии обнаружены явления умеренного стеатоза, очаги некротических изменений, расширение портальных ходов, фиброз.

6. Факторы, влияющие на гепатотоксичность Различные факторы влияют на гепатотоксичность, главным образом, модифицируя способность печени

метаболизировать ксенобиотики. Результат этой модификации определяется двумя обстоятельствами. Вопервых, образуются ли в ходе биопревращения ксенобиотика токсичные продукты. Во-вторых, усиливает или угнетает рассматриваемый фактор интенсивность метаболизма. В частности индукторы микросомальных ферментов, активируя цитохром-Р450-зависимые оксидазы (и другие оксидазы смешанной функции), могут способствовать усиленному образованию токсичных продуктов биоактивации гепатотоксичных ксенобиотиков. Наиболее известный индуктор, среди постоянно используемых человеком, - этанол. Такими же свойствами обладают производственные и экотоксиканты: 1,1,1-трихлорэтан, синтетические стероиды, полигалогенированные ароматические углеводороды (включая ДДТ), полигалогенированные бифенилы, ТХДД, алдрин, гексахлорбензол, линдан, хлордан и т.д.

Хронический приём алкоголя повышает токсичность четырёххлористого углерода, трихлорэтилена, метиленхлорида, винилхлоида, ксилола, стирола, сероуглерода, магния, ртути, ряда других веществ как у человека, так и у экспериментальных животных. Однако одновременное назначение этанола в высоких дозах и трихлорэтилена или метиленхлорида сопровождается снижением их токсичности. Это обусловлено тем, что ферментные системы, метаболизируя метанол, выключаются из процесса биотрансформации токсикантов, в ходе которой происходит образование их токсичных метаболитов. Одновременное назначение этанола с ксилолом, стиролом, толуолом повышает содержание последних в крови. Некоторые вещества, аналогично дисульфираму, угнетают скорость метаболизма этанола (ингибиторы альдегиддегидрогеназы). В результате в организме накапливается ацетальдегид, вызывающий сильную головную боль, тахикардию, покраснение кожных покровов, иногда коллапс. Алкогольдегидрогеназа угнетается амидами жирных кислот, дитиокарбаматами, карбаматами, цианамидом, нитрогликолями, оксимами, сероуглеродом, диметилформамидом. Технические жидкости вмешиваются в метаболизм, существенно изменяя токсикокинетические и токсикодинамические характеристики друг друга (см. раздел "Коергизм"). Поскольку результаты взаимодействия в значительной мере определяются условиями (соотношением доз, временным фактором), последствия интоксикации смесями веществ в каждом конкретном случае будут различными.

Наряду с химическими, гепатотоксичность модифицируется и другими факторами. К числу таких относятся:

1.Состояние питания: кальций, медь, железо, цинк, магний, - необходимы для реализации функций ОСФ. Их дефицит существенно подавляет активность микросомальных ферментов. Аналогичным образом действует дефицит витаминов (аскорбиновой кислоты, токоферола, витаминов комплекса В), голодание. Диета с низким содержанием белка повышает токсичность многих ксенобиотиков.

2.Возраст: в тканях новорожденных метаболизм ксенобиотиков проходит с меньшей интенсивностью,

чем в тканях взрослых. Повышение токсичности многих веществ в пожилом возрасте не связано с интенсивностью метаболизма. Решающую роль здесь играют такие явления, как снижение скорости кровотока, нарушение механизмов экскреции ксенобиотиков и т.д.

3.Генетические факторы: ОСФ и другие энзимы, участвующие в метаболизме чужеродных веществ существуют в нескольких изоформах, их соотношение детерминировано генетически. Отсюда значительные различия в чувствительности индивидов к ксенобиотикам (см. выше).

4.Физическая активность, различные привычки (курение) оказывают влияние на активность ОСФ.

362

5. Биологический вид: закономерности, выявленные на одном виде экспериментальных животных, далеко не всегда справедливы для человека.

7. Краткая токсикологическая характеристика отдельных гепатотоксикантов 7.1. Токсины бледной поганки

Представители группы Amanita phalloides (бледная поганка) являются причиной более 50% случаев отравления грибами. 95% отравлений заканчивается летальным исходом. Более 40 лет назад Wielands, а позже Faulstich (1978) установили структуру токсинов, ответственных за развитие тяжелого поражения. Ими оказались. по крайней мере, семь гептапептидов (фаллотокисны) и восемь циклических октапептидов (аматоксины) (рисунок 1). Последние относятся к числу наиболее токсичных из известных природных ядов.

Рисунок 1. Строение -аманитина Аматоксины являются ингибиторами ядерной РНК-полимеразы В. Угнетая активность фермента,

токсины нарушают синтез белка в клетках на этапе транскрипции. Это в свою очередь становится причиной многочисленных биохимических нарушений в пораженных клетках (см. выше), прекращения процесса клеточного деления и некроза клеток. Особенно страдают активно делящиеся клетки, подвергающиеся массивному воздействию токсинов. К числу таких, прежде всего, относятся клетки эпителия желудочнокишечного тракта, печени и в меньшей степени почек. Развивающиеся при интоксикации патологические изменения включают некроз слизистой кишечника, центролобулярный некроз печени по типу "острой желтой атрофии", некроз эпителия проксимальных отделов канальцев почек. Признаки отравления, как правило, развиваются спустя 6 - 24 часа после потребления грибов. В скрытом периоде происходит проникновение токсина в клетки, взаимодействие его с энзимом и блок синтеза информационной РНК.

Первыми симптомами являются тошнота, рвота и профузный холеро-подобный понос, продолжающийся до суток. Если врач обеспечивает поддержание водно-электролитного баланса (введение до 9 литров жидкости в сутки) возможно временное улучшение состояния. Затем появляется желтуха, признаки острой печеночной (а иногда и почечной) недостаточности, развивается кома и смерть на 4 - 7 сутки. В случае несмертельных поражений выздоровление растягивается на три и более недели. Лечение пострадавших симптоматическое. В последнее время показано позитивное влияние на течение

интоксикации -липоевой кислоты (тиооктановая кислота). 7.2. Дихлорэтан

Дихлорэтан (хлористый этилен, ClCH2-CH2Cl) применяется в качестве растворителя лаков, красок и т.д. Это бесцветная, практически не растворяющаяся в воде, достаточно летучая жидкость (температура кипения 83,70) со своеобразным запахом. Пары дихлорэтана (ДХЭ) примерно в 3,5 раза тяжелее воздуха.

Отравление может наступить при поступлении ДХЭ через дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт и кожные покровы. Картина тяжелой интоксикации развивается при приеме per os 20 мл и более вещества, либо при 30-минутной ингаляции паров дихлорэтана в концентрации 200 г/м3. Предельно допустимое содержание ДХЭ в воздухе - 1 10-2 г/м3.

Попав во внутренние среды организма, ДХЭ достаточно быстро исчезает из крови, накапливаясь в печени и тканях, богатых липидами. Однако вещество здесь не депонируется и в течение нескольких дней полностью исчезает из организма. В печени, почках, легких и некоторых других органах дихлорэтан подвергается метаболическим превращениям при участии, в основном, цитохром-Р-450-зависимых оксидаз, и глутатион-S-трансфераз. Промежуточные продукты метаболизма вещества обладают высокой реакционной способностью. С их действием на молекулы-мишени и активацией свободно-радикальных процессов связывают механизм действия ДХЭ на паренхиматозные органы (см. выше). Основными конечными метаболитами токсиканта являются тиодиуксусная кислота, тионилдиуксусная кислота, соединение хлоруксусной кислоты с цистеином.

Продолжительность скрытого периода при ингаляционных поражениях составляет 1 - 12 часов. При приеме вещества внутрь отравление развивается бурно. Быстро появляются боли в животе и неукротимая рвота с примесью крови, признаки наркотического (неэликтролитного) действия вещества (вплоть до комы).

Через 2 - 3 дня появляются симптомы, указывающие на повреждение печени и почек: желтуха, в крови повышенное содержание билирубина, увеличение активности аминотрансфераз, в моче - белок, эритроциты, цилиндры.

При исследовании в пораженных гепатоцитах отмечается повреждение клеточных органелл: шероховатого эндоплазматического ретикулума (нарушение синтеза белка), гладкого эндоплазматического ретикулума (нарушение детоксицирующей функции печени), митохондрий (нарушение клеточного дыхания), лизосом (активация процессов аутолиза).

Специфических противоядий ДХЭ нет. Помимо общетерапевтических мероприятий, применяемых при острых интоксикациях вообще, и токсических гепатопатиях в частности, рекомендуют использовать

363

антиоксиданты (ретинилпальмитат - 400000ЕД ежедневно в течение 4 суток; левамизол - 10 - 50 мг/кг; токоферол) и вещества, связывающие промежуточные продукты метаболизма ДХЭ (унитиол - 5 мл 5% раствора 2 - 4 раза в сутки, внутримышечно; ацетилцистеин - 5% раствор, до 400 мл в сутки).

8. Изучение гепатотоксичности ксенобиотиков Гепатотоксичность вещества устанавливается в ходе классических острых, подострых и хронических

токсикологических экспериментов. Применяемые при этом тесты ни чем не отличаются от таковых, используемых при диагностике заболеваний печени у человека, но должны учитывать особенности токсического действия изучаемого соединения.

При этом необходимо иметь в виду, что патогенез острого и хронического поражений печени одним и тем же токсикантом может быть различным. Поэтому выбор тестов не должен осуществляться исходя исключительно из представлений о механизме острого токсического действия ксенобиотика.

Совершенствование методов выявления гепатотоксичности также осуществляется в эксперименте. Наиболее часто, в качестве модельного вещества, для определения пригодности нового теста, используют винилхлорид. Это вещество, имея пологую кривую гепатотоксичности, действуя в минимальных дозах вызывает изолированное поражение печени.

8.1. Определение активности энзимов в плазме крови.

Повышение активности в плазме крови таких энзимов, как аланиниаминотрансферазы (АЛТ), аспартатаминотрансферазы (АСТ), трансферазы гамма-глутаминовой кислоты (ТГГК), лактатдегидрогеназы (ЛДГ) свидетельствует о нарушении целостности гепатоцитов и является надежным индикатором острых поражений печени. Активность АЛТ и АСТ в большей степени отражают состояние проницаемости мембран гепатоцитов, чем функциональное состояние органа. Повышение уровня энзимов в крови, как правило, свидетельствует о некрозе печеночной ткани. Кроме того, уровень активности этих ферментов определяется целым рядом дополнительных условий, в частности, характером питания, наличием инфекционного процесса. Активность обоих ферментов может повышаться при патологии сердца, мышечной ткани, лёгких. Более надежным свидетелем печеночной патологии является изменение отношения АЛТ/АСТ. Увеличение коэффициента выше 1,6 обнаруживается, в частности при центролобулярном жировом перерождении печени, наблюдаемом при интоксикациях многими веществами (толуолом, дихлорэтаном, алкоголем и т.д.)

ТГГК - специфичный для печени энзим и чувствительный индикатор её состояния. Повышение активности ТГГК также отмечается при отравлении самыми разными токсикантами. Однако на практике выявляется высокий процент ложноположительных реакций.

Уровень ЛДГ, хотя и отражает состояние печени, однако не является специфическим признаком её поражения, так как подъём активности отмечается при заболеваниях сердца, мышц, лёгких и др.

При подострых и хронических интоксикациях активность энзимов может повышаться лишь транзиторно. Кроме того, постепенно развивающееся уменьшение объёма печеночной паренхимы может не сопровождаться изменением активности ферментов. Так, в терминальном периоде заболевания печени массовая гибель гепатоцитов, сопровождающаяся ухудшением состояния экспериментального животного, может протекать на фоне снижения активности энзимов в плазме крови. Указанные обстоятельства заставляют с осторожностью относиться к трактовке получаемых результатов.

К числу наиболее распространённых тестов, позволяющих выявит холестатическое действие веществ, можно отнести определение активности щелочной фосфатазы и билирубина в плазме крови (прямого и непрямого). Однако оба теста не являются специфичными индикаторами токсического поражения органа. Так, активность щелочной фосфатазы повышается и при патологии костной системы. Повышение билирубина чаще сопутствует острому инфекционному поражению печени. Специфичным индикатором повреждения желчных путей является активность 5-нуклеотидазы. Однако и этот тест не специфичен для химической патологии.

8.2. Функциональные пробы 8.2.1. Оценка метаболической активности печени

Надежными являются методы прямого измерения активности энзимов, принимающих участие в метаболизме ксенобиотиков, в гомогенате органа лабораторных животных, в различные сроки после введения исследуемого вещества.

С помощью неинвазивных методов исследования информация о состоянии метаболической активности печени может быть получена при постановке клиаренс-тестов. Эти тесты позволяют выявить острые и подострые поражения печени. Оценке подлежит клиаренс индоцианин-зелёного, антипирина, кофеина, фенацетина, ионных красителей, желчных пигментов. В случае поражения винилхлоридом определение клиаренса индоцианин-зелёного и желчных кислот позволяют выявить дисфункцию печени на самых ранних стадиях процесса. В эксперименте показана дозовая зависимость между количеством введённого винилхлорида и понижением скорости выведения из организма индоцианин-зелёного. Весьма полезным для установления прогноза исхода интоксикации в терминальной стадии печеночной недостаточности является аминопириновый дыхательный тест. При участии оксидаз смешанной функции (ОСФ) аминопирин деалкилируется, а затем отщепившийся радикал подвергается окислению. Вводя в организм животного меченый по углероду аминопирин, а затем, измеряя в течение 2 часов количество 14СО2 в выдыхаемом воздухе, можно в динамике, повторно количественно оценивать состояние метаболизирующей функции печени.

Возможны и другие методы оценки состояния метаболизирующих свойств печени. Например, с этой целью определяют скорость элиминации эндогенных веществ, таких как d-галактоза, 6-гидроксикортизол.

Определение уровня желчных кислот в плазме крови не требует при оценке экскреторных функций введения экзогенных веществ. Результат измерения коньюгатов холиевой кислоты и холиглицина может рассматриваться как индикатор экскреторной функции печени. Чувствительность метода близка методу определения активности трансаминазы гамма-глутаминовой кислоты (ТГГК).

364

Содержание коньюгатов холиевой кислоты и активность щелочной фосфатазы являются наиболее специфичными тестами функционального состояния печени. Они хорошо коррелируют с другими показателями состояния органа. Так, уровень желчных кислот в плазме крови чувствительно реагирует на поражения печени, вызванные спиртами, винилхлоридом.

При хроническом воздействии токсикантов, хроническая патология печени нередко сопровождается разрастанием соединительной ткани (фиброз). По этой причине уровень билирубина и желчных кислот достаточно хорошо отражает глубину субхронических и хронических поражений печени, в то время как активность энзимов в плазме - острых поражений.

8.2.2. Оценка синтетической активности печени В печени осуществляется синтез многих, циркулирующих в крови веществ. Их содержание является

косвенным показателем синтетической активности органа. Наиболее часто определяют альбумины, протромбин, холестерол, транспортные белковые молекулы, например, трансферин. Следует отметить, что печень имеет огромный резерв синтетических функций и вследствие этого лишь при очень существенном дефиците массы паренхимы органа следует ожидать изменение показателей.

8.3. Структурные исследования Функциональные исследования высоко специфичны, но, как правило, мало чувствительны при

выявлении патологии печени на ранних стадиях её развития. Методы изучения морфологии органа лишены этих недостатков. Однако следует учитывать, что результаты морфологических исследований также не всегда легко интерпретировать, поскольку в органе, в ответ на действие различных этиологических факторов, развивается относительно небольшое количество типических патологических изменений.

9. Принципы выявление токсических гепатопатий у человека Установление факта острого повреждения печени ксенобиотиком, как правило, не является сложной

задачей. Выявление скрытых форм патологии печени, связанных с подострым и хроническим действием гепатотоксикантов порой оказывается чрезвычайно сложным.

С помощью используемых проб порой бывает сложно отличить поражения печени с асимптотическим течением от нормы. В целом ряде случаев, выявляемые минимальные отклонения, являются следствием некогда случившегося поражения, нарушений в диете, приёма алкоголя и т.д.

9.1. Острые гепатопатии химической этиологии.

При остром поражении некоторыми хорошо известными гепатотоксикантами (четыреххлорисиый углерод, жёлтый фосфор, токсины бледной поганки, ацетаминофен) отчетливо прослеживаются три периода течения интоксикации: острых гастро-интестинальных и неврологических проявлений; мнимого благополучия; выраженного поражения печени, часто сопровождающегося поражением почек. Однако в большинстве случаев чётко очерченные стадии в течении процесса не выявляются.

Основой диагностики гепатопатий химической этиологии является тщательно собранный анамнез. В ходе беседы уясняются особенности профессиональной деятельности обследуемого, какими лекарственными средствами он пользуется, с какими химическими веществами контактирует в быту, не злоупотребляет ли алкоголем. Следует выяснить, не было ли ранее заболеваний печени, не страдает ли больной или его родственники аллергиями, нет ли гиперчувствительности к каким либо факторам окружающей среды. При решении экспертных вопросов следует иметь в виду, что чаще причинами поражения печени являются факторы нехимической природы (вирусной, бактериальной, грибковой, рикетсиозной, паразитарной), а также заболевания желчных путей, новообразования и др. В этой связи сбор анамнеза и выявление химического фактора, как причины патологии, требует особого внимания, поскольку профиль выявляемых биохимических изменений, как правило, отражает лишь картину морфологических процессов, проходящих в органе. Гепатоцеллюлярные нарушения, сопровождающиеся некрозом ткани, напоминают вирусный гепатит, как в клиническом, так и лабораторно-диагностическом отношении. Этот тип поражения органа проявляется недомоганием, тошнотой, рвотой, желтухой. Биохимическими методами выявляются повышение активности в плазме крови аминотрансфераз (АСТ, АЛТ), понижение в крови уровня плазменных факторов свертывания крови. Важными диагностическими тестами являются определение содержания билирубина в плазме крови и протромбинового времени.

Диффузная паренхиматозная дегенерация органа с минимальным некрозом гепатоцитов, наблюдаемая, например, при интоксикации саллицилатами, сопровождается синдромом, напоминающим безжелтушные формы гепатита.

Холестатические поражения печени клинически манифестируются желтухой, кожным зудом. В крови определяется умеренное повышение активности аминотрансфераз, щелочной фосфатазы, холестерина. Гепатоканаликулярная и каналикулярная формы холестатической желтухи различаются морфологией патологического процесса и биохимическими проявлениями. При гепатоканаликулярной форме (вызывается, например, аминазином) уровень щелочной фосфатазы в плазме крове может повышаться более чем в три раза, существенно увеличивается содержание холестерина в крови. Каналикулярная желтуха не сопровождается выраженными изменениями биохимических показателей крови.

Лихорадка, сыпь, эозинофиллия обычно ассоциируются с поражениями печени, развивающимися вследствие гиперчувствительности к токсиканту (идиосинкразия). Типичная реакция гиперчувствительности к ксенобиотикам (фенитоин, сульфониламиды, аминосаллициловая кислота и т.д.) сопровождается проявлениями, напоминающими сывороточную болезнь: лихорадкой, сыпью, лимфоаденопатией, лимфоцитозом с появлением в крови "атипичных" форм лимфоцитов.

9.2. Подострые и хронические токсические гепатотопатии Выявление нарушений функций печени, развивающихся вследствие длительного действия токсикантов,

особенно в начальном периоде развития патологического процесса, является сложной задачей. Особенно трудно выявлять, индуцированные токсикантами новообразования печени. Эти задачи могут быть успешно решены лишь в специализированных учреждениях с использованием современных методов диагностики.

365

9.3. Выявление гепатотоксичности в популяции лиц, контактирующих с опасными химическими агентами.

Программы, предназначенные для обеспечения контроля лиц, контактирующих с гепатотоксикантами, как и все скрининговые программы, должны строиться в соответствии с определёнными принципами. Обследования следует проводить выборочно, причем под особым контролем должны находиться лица, относящиеся к группе риска. Применяемые методы обследования должны быть надежными, информативными и обеспечивать выявление повреждений органа до его отчётливой манифестации. Риск для здоровья обследуемого и стоимость метода по его оценке должны быть соизмеримыми. Важнейшим элементом программы является перманентность наблюдения. Основная цель обследования - идентификация латентных форм патологии органа и предотвращение необратимого его поражения.

Однако, как уже указывалось, попытка применения существующих методов исследования состояния печени для массового обследования людей сталкивается с серьёзными трудностями. Так, в отдельных исследования показано, что у 30% рабочих химических предприятий при отсутствии симптомов заболевания печени при обследовании с помощью биохимических методов выявляются отклонения от нормы. В этой связи, некоторые специалисты не склонны рассматривать отклонения как достоверные, если получаемые значения менее чем в два раза отличаются от среднестатистических. Подчас такой подход приводит к игнорированию начальных форм поражения. Другие причины диагностических ошибок - использование недостаточно специфичных, дающих большой процент ложноположительных ответов, либо малочувствительных тестов, не выявляющих патологию. Вместе с тем, значение плановых массовых обследований на производствах из года в год растёт. Увеличивается и цена допущенной ошибки. Не выявление патологии там, где она есть, означает продолжение воздействия токсиканта, а стало быть, потенциальную инвалидизацию сначала наиболее чувствительных, а затем и других лиц, контактирующих с профессионально вредным фактором. Напротив, гипердиагностика может стать поводом для проведения необоснованных, бесполезных, дорогостоящих мероприятий по санации производства, отстранения от работы здоровых лиц, назначения сложных, а иногда и небезопасных методов углублённого обследования.

Мировая практика формулирует ряд требований к проведению рассматриваемых мероприятий, позволяющих снизить вероятность ошибок:

1.Перед проведением анализа необходимо по возможности строго очертить понятие нормы для обследуемой популяции. Размер обследуемой группы должен быть не менее 150 - 200 человек.

2.Для оцени состояния органа необходимо использовать одновременно несколько тестов. Значимыми

следует считать показатели, отклоняющиеся от нормы более чем в 2 раза.

3.Исследование следует начинать с проведения высокоспецифичных проб. Вслед за высокоспецифичными, необходимо провести высокочувствительные анализы, с тем чтобы выделить истинные позитивные результаты. Бессистемное применение батареи тестов существенно различающихся по чувствительности и специфичности увеличивает вероятность ложно-позитивных результатов.

4.С целью дальнейшей минимизации ложно-позитивных результатов, в выделившейся группе

возможно провести дополнительные исследования.

Так, рекомендуется начинать исследование с определения активности щелочной фосфатазы и содержания желчных кислот в плазме крови. У лиц, с отклонениями от нормы по этим показателям, целесообразно оценить активность ТГГК и величину клиаренса индоцианинового зелёного. Позитивные результаты на обоих этапах работы являются поводом для углублённого обследования лиц специалистами, с использованием, в случае необходимости, методов изучения биоптатов. Примерный план проведения обследования представлен в таблице 4.

Таблица 4. Примерный план проведения обследования лиц, контактирующих с потенциальными гепатотоксикантами.

А. Первичное обследование Цель: Выявить состояния, увеличивающие риск производственных поражений органа

1.Получение информации о перенесённых ранее заболеваниях печени. Отношение к приёму алкоголя.

2.Сбор профессионального анамнеза. Оценка возможных предшествующих воздействий

гепатотоксикантов на производстве и в быту.

3.Обследование с целью выявления манифестных форм хронической патологии печени.

4.Анализ мочи на содержание уробилиногена и желчных пигментов.

5.Определение активности АСТ и ТГГК в плазме крови.

6.Определение активности щелочной фосфатазы и содержания билирубина в плазме крови.

7.Углублённое обследование лиц, с выявленными отклонениями от нормы.

Б. Периодические обследования Цели: Выявить повреждения печени, связанные с действием токсикантов

1.Сбор анамнеза

2.Определение активности щелочной фосфатазы и содержания желчных кислот в плазме крови

3.Определение активности ТГГК в плазме крови; оценка клиаренса индоцианианового зелёного

4.Отстранение от работы, связанной с воздействием потенциальных токсикантов, лиц, с выявленными

отклонениями исследованных показателей от нормы 5. Углублённое обследование лиц, отстраненных от работы 10. Заключение

Поражение печени по-прежнему одно из наиболее частых последствий перенесённых острых, подострых и хронических интоксикаций. Высокая чувствительность органа к токсикантам обусловлена его анатомо-физиологическими особенностями. Печень - основной орган, где происходит метаболизм чужеродных соединений. Результат метаболизма - образование веществ, легко выделяющихся из организма. Однако в ходе биопревращений часто образуются реактивные промежуточные продукты, которые и повреждают ткань печени.

366

В зависимости от строения токсиканта, дозы, кратности введения, длительности воздействия формы поражения различны. Действуя в высокой дозе, ксенобиотик может вызвать острое цитотоксическое поражение печени. Интермитирующее, подострое, хроническое действие токсиканта сопровождается формированием вяло текущего процесса, приводящего нередко к фиброзу, рубцовым изменениям в органе, новообразованиям.

Выявление острых форм гепатотоксического действия возможно с помощью широко используемых методов исследования. В большинстве случаев они оказываются достаточно информативными. Важная задача, стоящая перед токсикологией - разработка чувствительных, специфичных тестов, позволяющих выявлять начальные и вяло текущие, не манифестирующиеся формы токсических гепатопатий. Только широкое внедрение в практику таких методов и их корректное использование может обеспечить профилактику заболеваний, обусловленную профессиональным контактом с токсикантами.

367

ГЛАВА 7.7. НЕФРОТОКСИЧНОСТЬ

Нефротоксичность - это свойство химических веществ, действуя на организм немеханическим путем вызывать структурно-функциональные нарушения почек. Нефротоксичность может проявляться, как вследствие прямого взаимодействия химических веществ (или их метаболитов) с паренхимой почек, так и опосредованного действия, главным образом через изменения гемодинамики, кислотно-основного равновесия внутренней среды, массивное образование в организме продуктов токсического разрушения клеточных элементов, подлежащих выведению через почки (гемолиз, рабдомиолиз).

Встрогом смысле нефротоксикантами могут быть названы лишь те, непосредственно действующие на почки вещества, к которым порог чувствительности органа существенно ниже, чем у других органов и систем. Однако на практике часто нефротоксикантами называют любое вещество, обладающее нефротоксичностью.

Втаблице 1 представлен перечень токсикантов с относительно высокой прямой нефротоксической активностью. Перечень известных веществ, оказывающих опосредованное токсическое действие на почки значительно шире и включает более 300 наименований.

Таблица 1. Вещества, вызывающие острые и хронические формы повреждения почек

	Металлы	Технические жидкости	Разные
		Четырёххлористый углерод
	Мышьяк	Дихлорэтан
		Трихлорэтилен	Паракват
	Висмут
		Хлороформ	Микотоксины (в том числе токсины бледной
	Кадмий
		Толуол	поганки)
	Медь
		Стирол	Силикон
	Золото
		Метанол	Кантаридин
	Свинец
		Этиленгликоль	Рицин
	Литий
		Диэтиленгликоль	Пенициллин
	Ртуть
		Эпихлоргидрин	Производные ацетилсалициловой кислоты
	Платина
		Эфиры этиленгликоля	Цефалоридин
	Серебро
		Гексахлор-1,3-бутадиен	Пуромицин
	Талий
		Дихлорацетилен	Аминонуклеозид
	Хром
		Сероуглерод
		Диоксан

Вследствие лекарственной терапии, случайных или преднамеренных интоксикаций, работы или проживания в условиях зараженной среды значительная часть населения постоянно подвергается воздействию потенциальных нефротоксикантов. Количественно определить вклад каждой из указанных причин в общее число регистрируемых хронических и острых нефропатий в настоящее время не представляется возможным.

По некоторым данным в мире более 10 миллионов человек имеют постоянный контакт с веществами, обладающими выраженной нефротоксичностью. Частота регистрируемых случаев острой почечной недостаточности около 2 на 1000. По мнению некоторых исследователей примерно 20% - следствие химических воздействий, главным образом, лекарственных средств. Лекарства являются и основной, среди прочих химических факторов, причиной хронических нефропатий. По некоторым данным только злоупотребление ненаркотическими аналгетиками лежит в основе трети случаев хронической почечной недостаточности. При этом следует отметить, что в половине выявляемых случаев заболеваний органа, причины патологии остаются не выясненными. Не исключено, что патология почек возникает вследствие хронических воздействий экополютантов, производственных вредностей (тяжелых металлов, органических растворителей и др.) значительно чаще, чем принято считать. Отдельные наблюдения подтверждают это предположение. Так, среди лиц, постоянно подвергающихся воздействию тяжелых металлов (свинца, кадмия) частота смертей от почечной недостаточности достоверно выше среднестатистической.

1. Анатомо-физиологические особенности органа Почки чрезвычайно сложный орган, как в плане морфологии, так и физиологии, основные функции

которого - экскреция продуктов метаболизма из организма (см. раздел "Выделение ксенобиотиков из организма (экскреция)"), регуляция водного и электролитного баланса. Среди других функций: синтез ферментов метаболизма витамина D, ренина, принимающего участие в образовании ангиотензина, альдостерона, синтез некоторых простогландинов и т.д.

Парный орган, весящий всего около 300 граммов (менее 1% от массы тела человека), получает около 25% минутного объёма сердечного выброса крови. Кровь доставляется к нефронам - функциональноморфологическим единицам почек (около 106 нефронов на почку). Каждый нефрон состоит из сосудистой части - приносящей артериолы, капиллярного клубочка, выносящей артериолы; боуменовой капсулы, окружающей сосудистый клубочек, в которую осуществляется фильтрация первичной мочи; системы извитых и прямых канальцев (U-образная структура прямого отрезка почечного канальца называется петлей Генле), связывающих боуменову капсулу с соединительной и собирательной трубкой, по которым моча выделяется из органа.

Капиллярный клубочек, окруженный капсулой Боумена, это сложно организованный молекулярный фильтр, задерживающий вещества с молекулярной массой более 40000 дальтон (большинство белков крови), но проницаемый для большинства ксенобиотиков и продуктов метаболизма эндогенных веществ ("шлаки"). Примерно 20% объёма плазмы крови, протекающей через почки, переходит (отфильтровывается) из капилляров в капсулу клубочка (180 литров в сутки). Из образующегося фильтрата, в канальцах, обратно

368

резорбируется в кровь большая часть воды, хлорид натрия, другие соли. Благодаря происходящим процессам, выделяющиеся с мочой токсиканты значительно концентрируются в определённых отделах нефрона (главным образом проксимальных отделах почечных канальцев) и интерстициальной ткани почек.

Вобласти сосудистого полюса почечного клубочка в месте впадения в него приносящей артериолы располагается околоклубочковый (юкстагломерулярный) комплекс. Он формируется из собственно юкстагломерулярных эпителиоидных клеток, образующих манжету вокруг приносящей артериолы, специализированных клеток "плотного пятна" дистального отдела почечного канальца (залегает в области его анатомического контакта с полюсом клубочка) и мезангиальных клеток, заполняющих пространство между капиллярами. Функцией комплекса является контроль артериального давления и водно-солевого обмена в организме, путем регуляции секреции ренина (регуляция АД) и скорости кровотока по приносящей почечной артериоле (регуляция объема поступающей крови в почку). Показано участие комплекса в патогенезе токсических поражений почек (см. ниже).

Поскольку основные транспортные и концентрационные процессы происходят в проксимальном отделе канальцев, именно этот отдел нефрона наиболее часто повреждается токсикантами. Кроме того, процессы, проходящие в проксимальных отделах почечных канальцев (реабсорбция воды, секреторные процессы), чрезвычайно энергоёмки, что делает их весьма чувствительными к ишемии.

Впетле Генле осуществляется дальнейшая концентрация мочи благодаря механизму контротока. Некоторые вещества, например аналгетики, мочевина, не реабсорбируются в проксимальных канальцах, но интенсивно концентрируются в петле Генле. Наивысшая концентрация таких веществ отмечается в мозговом слое почек.

Далее концентрация мочи, вследствие реабсорбции воды и солей, происходит в дистальном отделе канальцев и собирательной трубке. Этот процесс находится под контролем антидиуретического гормона. В этом же отделе нефрона, благодаря секреции из крови избытка либо водородных, либо амонийных ионов, формируется рН мочи.

Еще одной важной функцией почек, сказывающейся на нефротоксичности ряда веществ, является их способность метаболизировать ксенобиотики. Хотя интенсивность метаболизма значительно ниже, чем в печени, здесь определяются те же ферментативные системы, и напряженность биотрансформации достаточно высока. Уровень активности цитохром-Р450-зависимых оксидаз наивысший в прямом отрезке (pars recta) проксимального отдела почечных канальцев, области особенно чувствительной к токсикантам. Хотя многие ксенобиотики одновременно метаболизируют с образованием активных радикалов и в печени и

впочках, повреждение органа, по всей видимости, обусловлено действием той части общего количества вещества, которая метаболизирует именно в почках.

Близость метаболических процессов, протекающих в печени и почках, обусловливает практически одинаковую чувствительность этих органов ко многим ксенобиотикам (хлорированные углеводороды, токсины бледной поганки, паракват и др.). Преимущественное поражение того или иного органа при интоксикации во многом обусловлено тем, каким путем вещество поступило в организм (ингалационно, парентерально, через желудочно-кишечный тракт), то есть, какой из органов окажется первым на пути распределяющегося с током крови соединения. Например, при ингаляционном поражении четыреххлористым углеродом в большей степени страдают почки, при приеме вещества per os - печень.

Таким образом, высокая чувствительность почек к действию токсикантов определяется: - высокой интенсивностью почечного кровотока и чувствительностью органа к гипоксии; - способностью концентрировать ксенобиотики в процессе образования мочи;

- обратной резорбцией части экскретируемых ксенобиотиков в клетки эпителия почечных канальцев; - биотрансформацией ксенобиотиков, сопровождающейся в ряде случаев образованием

высокотоксичных промежуточных продуктов.

2. Характеристика нефротоксического действия

2.1. Механизмы действия Механизмы нефротоксичности имеют биохимическую, иммунологическую и гемодинамическую природу.

Поражение органа многими токсикантами носит смешанный характер.

По мнению некоторых авторов (Наумова В.И., Папаян А.В., 1991) причины острой почечной недостаточности могут быть отнесены к одной из следующих групп:

-преренальные;

-ренальные;

-постренальные.

К числу преренальных причин относятся патологические состояния, приводящие к нарушению гемодинамики, сопровождающейся снижением гемоперфузии почек (гиповолемия, шок и т.д.).

Ренальные причины патологии обусловлены повреждением ткани почек.

Постренальные причины связаны с закупоркой дистальных канальцев нефрона и/или собирательных трубок патологическим секретом либо агломератами токсических веществ и их метаболитов.

2.1.1. Биохимические механизмы Механизмы нефротоксического действия ксенобиотиков многообразны и вместе с тем развиваются по

достаточно общему сценарию. Прошедший через фильтрационный барьер в клубочках токсикант концентрируется (примерно в 100 раз) внутри канальцев в силу реабсорбции большей части воды, содержащейся в первичной моче (см раздел "Экскреция"). Под влиянием складывающегося при этом градиента концентрации или в силу процессов активной реабсорбции, ксенобиотики поступает в клетки канальцевого эпителия и там накапливается. Нефротоксическое действие развивается при достижении критической концентрации токсиканта в клетках.

В зависимости от физико-химических свойств веществ, происходит их взаимодействие с молекуламирецепторами (мембранные структуры, энзимы, структурные протеины, нуклеиновые кислоты), входящими в структуру одного из клеточных компартментов: лизосом (аминогликозиды и др.), цитоплазмы (тяжелые

369

металлы - кадмий), рибосом, гладкого эндоплазматического ретикулума и т.д., что и инициирует развитие токсического процесса.

Для многих органических соединений, этапу их нефротоксического действия предшествует этап их биоактивации проходящий при участии энзиматических, метаболизирующих систем. В механизме нефротоксического действия многих ксенобиотиков (цефалоридин, пуромицин, аминонуклеозид, паракват, четырёххлористый углерод) важную роль играет их способность инициировать процесс образования в клетках свободных радикалов.

2.1.2. Иммунологические механизмы Нефротоксические процессы иммунного типа, как правило, являются следствием двух основных

процессов: (1) отложение в гломерулярных структурах почек комплекса антиген-антитело; (2) образование комплексных антигенов in situ, при взаимодействии почечных белков с токсикантом, с последующей атакой на них антител циркулирующих в крови. Поскольку антитела и иммунные комплексы - высокомолекулярные образования, они, как правило, не выявляются за пределами гломерулярного аппарата. В этой связи иммунные механизмы могут приводить к формированию гломерулонефрита (например, мембранозный гломерулонефрит индуцированный солями золота, ртути, d-пенициламином) или острого интерстициального нефрита (производные пенициллина), но не поражения эпителия почечных канальцев.

Точный механизм, с помощью которого токсикант инициирует реакцию гипериммунной реакции, приводящей к поражению почек в большинстве случаев неизвестен. Иногда ксенобиотики проявляют свойства гаптенов (метициллин), формируя некий собственный антиген, либо способствуют выходу в кровь в норме скрытых антигенов. В некоторых случаях гипериммунная реакция может быть следствием поликлональной активации иммунокомпетентных клеток, как это имеет место при нефропатиях, вызываемых золотом, ртутью, пенициламином.

Повреждение почечной ткани происходит путём реализации определённой цепи событий, характерной для развития аллергических или аутоиммунных процессов (см. раздел "Иммунотоксичность").

2.1.3. Гемодинамические механизмы Нарушения гемодинамики являются частой причиной развития токсических нефропатий.

При остром поражении токсикантом почечных канальцев функции органа могут нарушаться вследствие закупорки просвета канальцев продуктами распада клеток эпителия, ретроградного тока гломерулярного фильтрата, повышения давления в капсуле Боумена, а вследствие этого и крови в капиллярной сети почечного клубочка. Повышение давления крови в почечных клубочках активирует юкстагломерулярный аппарат почек, вызывая гиперсекрецию ренина. Местный эффект системы ренин-ангиотензин детерминирует артериолярный предгломерулярный спазм, который влечет за собой, с одной стороны, прекращение (или резкое ослабление) поступления крови в клубочек, приостановку гломерулярной фильтрации, а с другой - ишемизацию почечных канальцев и их вторичный некроз. Повреждение ткани усугубляется выходом в сосудистое русло таких биологически активных веществ как тромбоксаны, эндотелин.

В тех случаях, когда объём гломерулярной фильтрации снижается более чем на 70%, эволюция процесса в сторону почечной недостаточности становится необратимой, вероятно вследствие того, что первично неповрежденные нефроны прогрессивно вовлекаются в патологический процесс.

2.2. Проявления токсического действия Основными проявлениями поражения почек токсикантами являются:

-появление крови в моче (гематурия) вследствие повреждения стенки капилляров клубочков;

-появление белка в моче более 0,5 г в суточной пробе (протеинурия). Протеинурия может быть гломерулярного происхождения, при этом в моче обнаруживаются преимущественно высокомолекулярные белки (более 40000), и канальцевого - в моче обнаруживаются преимущественно низкомолекулярные белки (менее 40000). Гломерулярная протеинурия указывает на разрушение клубочкового барьера кровь-моча; канальцевая - на повреждение проксимальных отделов почечных канальцев;

-уменьшение количества отделяемой мочи - менее 600 мл в сутки (олигурия);

-повышение в плазме крови содержания азотсодержащих низкомолекулярных веществ, таких как

мочевина, креатинин, 2-микроглобулины и т.д. (азотемия);

-общий отёк, что в отсутствии сердечной недостаточности или цирроза печени указывает на резкое снижение содержания белка в крови (гипоальбуминемия);

-гипертензия, развивающаяся вследствие гломерулосклероза.

Эти проявления комбинируются в определенные синдромы. Основными синдромами, развивающимися

врезультате острых или хронических интоксикаций являются:

-острая почечная недостаточность, характеризующаяся острым угнетением функций почек с азотемией и, часто, олигурией;

-хроническая почечная недостаточность - перманентное нарушение функций почек с азотемией, ацидозом, анемией, гипертензией и рядом других нарушений;

-тубулоинтерстициальный нефрит (острый или хронический) с различными признаками канальцевых дисфункций (протеинурия канальцевого типа, ацидоз мочи, потеря солей, снижение удельного веса мочи и т.д.);

-нефротический синдром, характеризующийся тяжелой протеинурией (более 3,5 г белка в суточной моче), гипопротеинемией, отёками, гиперлипидемией, гиперлипидурией. Нефротический синдром может быть следствием гломерулонефритов различных типов;

-быстропрогрессирующий гломерулонефрит, проявляющийся гематурией и олигурией, приводящий к почечной недостаточности в течение нескольких недель.

Вещества, вызывающие формирование отдельных видов нефропатии представлены в таблице 2. Таблица 2. Отравления, сопровождающиеся токсической нефропатией

370

Варианты		токсической	Токсиканты
нефропатии
ОСТРАЯ		ПОЧЕЧНАЯ
НЕДОСТАТОЧНОСТЬ:
1.	Преренальные		- антигипертензивные препараты, мочегонные, слабительные,
причины			эрготамин
			- бутадион, фторхинолоны, бромкриптин и т.д.
2.	Постренальные
причины			-аманитин, фалоидин; тяжелые металлы (ртуть, хром, мышьяк);
			галогенированные углеводороды; гликоли (этиленгликоль); гемолитики
3. Ренальные причины			(стибин, арсин и т.д.); антибиотики (цефалоспорин, аминогликозиды и
А.	Острый	тубулярный	т.д.); противоопухолевые средства (цисплатин и т.д.).
некроз			- аллопуринол, цефалоспорины, индометацин. рифампицин и т.д.
Б.		Острый
интерстициальный нефрит
ХРОНИЧЕСКАЯ
ПОЧЕЧНАЯ
НЕДОСТАТОЧНОСТЬ:
А.	Интерстициальный		- металлы (кадмий, свинец, берилий, литий); циклоспорин
нефрит; гломерклосклероз			- металлы (ртуть, золото); каптоприл, героин, D-пенициламин
Б.	Нефротический
синдром

3. Краткая характеристика отдельных нефротоксикантов Нефротоксиканты чрезвычайно широко используются в быту и на производстве. Так, органические

растворители являются компонентами многочисленных лаков, красок, клеев, чистящих средств, пестицидов

ит.д. Широкое применение в повседневной деятельности находят тяжёлые металлы и их соединения. Пути поступления веществ в организм также различны: ингаляционный, чрезкожный, алиментарный. В условиях производства наиболее частыми являются ингаляционные интоксикации. Растворители нередко действуют

ичерез кожу. Для остальной части населения наиболее характерным путём поступления нефротоксикантов в организм является алиментарный, с зараженным продовольствием, напитками.

3.1.Металлы

Многие тяжелые металлы являются выраженными нефротоксикантами, поражение которыми даже в малых дозах приводит к появлению глюкозурии, аминоацидурии, полиурии. При тяжелых отравлениях металлами формируются некротические изменения в почках, развиваются анурия, протеинурия, возможен смертельный исход. В эксперименте, при введении в организм животных малых доз металлов, не вызывающих клинику поражения, их высокая концентрация определяется в лизосомах почечных клеток. Это связывание металлов лизосомами может быть следствием лизосомального эндоцитоза метал-протеидных комплексов, аутофагии поврежденных металлами органелл (например, митохондрий), связывания металлов липопротеидами мембран лизосом. При введении высоких доз токсикантов металлы определяются и в других органеллах клеток.

3.1.1. Свинец В недалёком прошлом свинец являлся частой причиной острых и хронических нефропатий. В

литературе описаны многочисленные случаи некроза канальцевого эпителия вследствие случайного или преднамеренного приёма больших доз солей свинца. Случаи хронической почечной недостаточности регистрировались у лиц, принимавших алкоголь, хранившийся в сосудах, содержавших свинец, у рабочих, постоянно контактирующих со свинец-содержащими веществами, у взрослых, в детстве перенесших острую интоксикацию свинцовыми красителями и т.д. В настоящее время случаи поражения свинцом регистрируются значительно реже.

Хроническая свинцовая нефропатия проявляется прогрессивным тубулоинтерстициальным нефритом, который характеризуется отсутствием протеинурии и альбуминурии на начальном этапе формирования патологии и обнаруживающим себя при исследовании скорости гломерулярной фильтрации. Накопление свинца в ткани почек, особенно в клетках эпителия проксимального отдела канальцев, сопровождается на ранних стадиях заболевания повреждением митохондрий клеток и нарушением абсорбционных функций клеток. Позже в ядрах этих клеток появляются включения, образованные комплексами свинца с кислыми протеинами. Эти внутриядерные тельца, как правило, исчезают по мере прогрессирования патологии. Патологии почек при свинцовой интоксикации часто сопутствуют гипохромная анемия, гипертензия, нейропатии.

С помощью хелатирующих агентов (ЭДТА или димеркаптосукцината) удаётся мобилизовать кумулируемый в тканях свинец и ускорить тем самым его выведение из организма. Содержание свинца в моче пациента более 800 мкг в суточной пробе после внутривенного введения ЭДТА в дозе 0,5 грамм указывает на высокое содержание металла в тканях организма.

3.1.2. Кадмий Хроническая интоксикация кадмием нередко сопровождается развитием прогрессирующего

тубулоинтерстициального нефрита.

Поражения людей, как правило, является следствием потребления контаминированной пищи или, в производственных условиях, ингаляции пыли, содержащей кадмий. Эпидемиологические исследования среди лиц, профессионально контактирующих с кадмием, позволили выявить высокую частоту почечной патологии. Описаны случаи хронической интоксикации людей, проживающих в регионах с высоким содержанием элемента в воде и почве. Так, в Японии, среди женщин, употребляющих в пищу рис,