Авторы: Гаврилов С.Н. -негосударственный судебно-медицинский эксперт и Николаева С.В. –судебно-медицинский эксперт Бюджетное учреждение Чувашской Республики «Республиканское бюро судебно-медицинской экспертизы\» Министерства здравоохранения Чувашской Республики
В настоящее время в судебно медицине широко изучаются изменения миокарда при различных хронических и острых заболеваниях и состояниях, при этом недооценивается влияние непосредственной причины смерти на дистрофические изменения кардиомиоцитов.
С целью осветить данную сторону вопроса нами проводились исследования по изучению состояния сердечной мышцы, в том случае, если процесс умирания сопровождался гипоксией.
Как известно, причиной развития гипоксического состояния в организме, клинически проявляющегося симптомами острой дыхательной недостаточности, могут быть:
- Нарушение проходимости дыхательных путей различной этиологии — одна из самых частых причин ОДН. Нарушение проходимости дыхательных путей вызывают не только утопление и различные инородные тела, но и многие другие поражения и заболевания: механическая травма головы, шеи, грудной клетки, травматический отек гортани, ожоговая травма дыхательных путей с их последующим отеком, аллергический отек гортани, острый отек языка инфекционной этиологии, вирусные и бактериальные ларинготрахеиты, скопление патологического секрета в дыхательных путях, бронхоспазм различной этиологии, приступ бронхиальной астмы.
- Нарушения центральной регуляции дыхания с последующим развитием ОДН возникают при тяжелых отравлениях снотворными и седативными средствами, при черепно-мозговой травме, острых нарушениях мозгового кровообращения, а также при тяжелых невро логических заболеваниях с поражением ствола головного мозга (менингоэнцефалиты)) и др.
- Расстройства дыхания вследствие нарушения работы дыхательных мышц развиваются при отравлениях ФОС, ботулизме, столбняке, спазмофилии и при многих тяжелых неврологических заболеваниях, сопровождающихся нарушениями механизма нервно-мышечной передачи (полиомиелит, послеинфекционные полимиелорадикулиты и ДР-)-
- Морфологические изменения легочной паренхимы, приводящие к ОДН, могут возникать вследствие вирусной или бактериальной пневмонии, при ателектазах легких различной этиологии, стафилококковой деструкции легких, а также при некоторых особо тяжелых эндогенных интоксикациях и повреждениях, обусловливающих развитие синдрома, известного под названием «шоковое легкое».
- Нарушение кровообращения в малом и большом круге кровообращения (гемодинамическая гипоксия)
- Гемическая гипоксия бывает обусловлена нарушениями \»кислородной емкости крови, т.е. нарушениями транспорта кислорода от легких к тканям, осуществляемого кровью. При нарушении транспортной функции гемоглобина (например, при отравлении угарным и бытовым газом, а также метгемоглобинобразующими веществами) к тканям не доставляется достаточное количество кислорода. Наиболее частой разновидностью такой гипоксии является анемическая гипоксия, при которой гемоглобин не изменен, но количество эритроцитов, обеспечивающих транспорт кислорода, предельно снижено.
- Гистотоксическая (тканевая) гипоксия возникает при нарушениях газообмена на уровне тканей и развивается, в частности, при отравлении некоторыми ядами (например, цианидами), которые блокируют цепи дыхательных ферментов, что приводит к нарушениям утилизации кислорода тканями.
Вполне возможны и сочетания двух и более причин нарушений обеспечения организма кислородом.
Известно, что вначале гипоксия действует на аэробное дыхание клетки — окислительное фосфорилирование в митохондриях. Так как напряжение кислорода в клетке снижается, прекращается окислительное фосфорилирование, а образование АТФ уменьшается или останавливается. Уменьшение содержания АТФ влияет на многие системы клетки. Снижение содержания АТФ в клетке и связанное с ним увеличение АМФ вызывают активацию фосфофруктокиназы и фосфорилазы. В результате происходит усиление анаэробного гликолиза, а поддержание энергетических запасов клетки обеспечивается путем образования АТФ из гликогена. АТФ -образуется анаэробно с помощью креатинкиназы из креатинфосфата. Гликолиз сопровождается аккумуляцией молочной кислоты и неорганического фосфата из-за гидролиза фосфатных эфиров. Все это вызывает снижение внутриклеточного рН. Происходит концентрация ядерного хроматина.
Исчезновение АТФ ведет к острому набуханию (отек) клетки — одному из ранних проявлений ишемического повреждения. Отек клетки связан с нарушением регуляции объема клетки со стороны плазматической мембраны. Клетки млекопитающих обладают высоким внутриклеточным осмотическим коллоидным давлением, на которое влияет концентрация белка, более высокая внутри клеток, а не вне их. Чтобы уравновесить это давление, содержание натрия поддерживается внутри клеток на более низкой концентрации, чем вне клеток. Делается это с помощью энергетически зависимого натриевого насоса, который также поддерживает концентрацию калия внутри клетки значительно более высокой, чем внеклеточная. Нарушение этого активного транспорта ведет к аккумуляции натрия внутри клетки и диффузии калия за ее пределы. Приток жидкости в клетку сопровождается ее набуханием и расширением цистерн эндоплазматической сети (на светооптическом уровне выглядит, как вакуольная дистрофия). Второй механизм набухания клеток — увеличение внутриклеточной осмотической нагрузки, вызванное накоплением катаболитов, таких как неорганические фосфаты, лактат и пуриновые нуклеозиды. Наблюдается отделение рибосом от мембран шероховатой эндоплазматической сети и диссоциация полисом в моносомы, возможно, из-за разрыва энергетически зависимых связей между мембранами эндоплазматической сети и рибосомами.
Если гипоксия продолжается, развиваются и другие изменения, отражающие повышенную проницаемость клеточной мембраны и ослабление функции митохондрий. На поверхности клеток образуются выпячивания, содержащие только цитозоль, а клетки, имеющие на поверхности микроворсинки, начинают их терять (эпителий проксимальных канальцев почек). В цитоплазме клеток и вне их появляются миелиновые фигуры, формирующиеся из вещества цитоплазмы клеток и мембран органелл. Наблюдается набухание митохондрий, связанное с потерей контроля над их объемом. Цистерны эндоплазматической сети остаются расширенными. Клетки выглядят сильно набухшими, с повышенным содержанием воды натрия и хлорида натрия, но сниженной концентрацией калия. Все описанные выше изменения обратимы при условии восстановления снабжения кислородом.
Если же ишемия продолжается, то развиваются необратимые изменения, которые морфологически ассоциируются с выраженной вакуолизацией митохондрий и их крист, повреждением плазматических мембран и набуханием лизосом. В матриксе митохондрий появляются крупные хлопьевидные аморфные уплотнения. В миокарде признаки необратимости повреждения наблюдаются через 30-40 мин после начала ишемии. Массивное поступление кальция в клетку сопровождается потерей белков, ферментов и РНК. Клетки могут терять метаболиты, необходимые для восстановления запасов АТФ. Повреждение лизосомальных мембран приводит к выделению их ферментов в цитоплазму и активации кислых гидролаз. Так как лизосомы содержат РНКазы, ДНКазы, протеазы, фосфотазы, глюкозидазы и катепсины, происходит расщепление компонентов клетки, которое сопровождается разрушением рибонуклеопротеинов,
дезоксирибонуклеопротеинов и гликогена, а также различными изменениями в ядре.
Вслед за гибелью клетки ее компоненты прогрессивно разрушаются, происходит выброс ферментов клетки во внеклеточное пространство. Наконец, рйрйзйе клетки превращаются в образования, состоящие из фосфолипидов в виде миелиновых фигур. Последние подвергаются фагоцитозу и разрушаются до жирных кислот.
В проведенном исследовании: изучался миокард людей, причиной смерти которых являлись различные состояния, сопровождающиеся острой гипоксией.
В группе номер 1 объединены случаи острой гипоксической гипоксии. 20 наблюдений, в которых причиной смерти являлась обтурационная асфиксия.
Группа № 2 — 20 случаев, в которых причиной смерти явилась ОДН, вызванная морфологическими изменениями легочной паренхимы (пневмония).
Группа № 3 — Ж случаев смерти от отравления угарным газом (гемическая гипоксия).
В качестве контроля были подобраны случаи (5), в которых смерть наступила в результате падения с большой высоты. В данных случаях достоверно установлен быстрый темп наступления смерти и отсутствие гипоксии.
Кусочки миокарда изымались из стенки левого желудочка, правого желудочка, межжелудочковой перегородки, заливались 10% раствором формалина, подвергались парафиновой проводке, окрашивались гематоксилин-эозином. Срезы заключены в полистирол, покрыты покровными стеклами, изучались под микроскопом JIOMO Микмед-1 с увеличением х100, х200.
При изучении препаратов миокарда 1-ой (острая гипоксическая гипоксия, аспирация инородными массами), 2-ой (пневмония) и 3-ей группы (гемическая гипоксия, отравления СО) были выявлены следующие однотипные дистрофические изменения кардиомиоцитовг участки выраженного набухания миоцитов с просветлением их цитоплазмы; очаги миоцитов с крупной зернистостью цитоплазмы; очаги, в которых цитоплазма миоцитов вакуолизирована; наконец, очажки, в которых контуры миоцитов размыты, цитоплазма грязно-розовая, бесструктурная, ядра саркопластов гиперхромные, небольших размеров. В одном препарате могли присутствовать все вышеперечисленные виды дистрофических изменений или некоторые из них. Площадь определенного вида изменений и их сочетание варьировало в каждом изученном случае (См. фото №1,2,3,4).
В контрольных препаратах кардиомиоциты с четкими контурами, розовой цитоплазмой, в которой хорошо прослеживается поперечная исчеченность.
Таким образом, при гистологическом исследовании срезов миокарда, окрашенных гематоксилин-эозином, достоверно выявлены изменения типичные для любых видов гипоксий: отек, набухание, просветление, глыбчатый распад и вакуолизация саркоплазмы миоцитов, что укладывается в типичное гипоксическое повреждение клеток, и представляет, по всей видимости, последовательные стадии одного и того же процесса.
В свете рассматриваемого вопроса о гипоксических изменениях кардиомиоцитов, представляются любопытными изменения сердечных миоцитов при острой ишемии миокарда (острая коронарная недостаточность, донекротическая стадия острого инфаркта миокарда). Данная патология рассматривалась, как состояние, которое вследствие нарушения тока крови к отдельным областям сердца, приводит к выраженной локальной, а затем и общей гипоксии миокарда, а потому имеет все описанные выше изменения.
Представляются любопытными, также изменения сердечных миоцитов при холодовой травме. Ведь согласно последним представлениям о ней патогенетическим механизмом переохлаждения является тканевая гипоксия и, описываемые, в литературе изменения сердечных миоцитов являются ничем иным как различными стадиями гипоксического повреждения клеток.
Резюмируя вышеизложенное, делаем вывод, о том, что дистрофические изменения кардиомиоцитов не являются строго специфичными для каких-либо заболеваний и состояний, но являются характерными для гипоксического повреждения клеток.